Общая формула диеновых углеводородов: Диеновые углеводороды – общая формула (химия, 10 класс)

Диеновые углеводороды (Алкадиены)

Диеновые углеводороды или алкадиены — это непредельные углеводороды, содержащие две двойные углерод — углеродные связи. Общая формула алкадиенов C_nH_2n-2.
В зависимости от взаимного расположения двойных связей диены подразделяются на три типа:

1)     углеводороды с кумулированными двойными связями, т.е. примыкающими к одному атому углерода. Например, пропадиен или аллен CH₂=C=CH₂;
2)     углеводороды с изолированными двойными связями, т.е разделенными двумя и более простыми связями. Например, пентадиен -1,4 CH₂=CH-CH₂-CH=CH₂;
3)     углеводороды с сопряженными двойными связями, т.е. разделенными одной простой связью. Например, бутадиен -1,3 или дивинил CH₂=CH-CH=CH₂, 2-метилбутадиен -1,3 или изопрен

CH 2=С-CH=CH2.           I          CH3

Наибольший интерес представляют углеводороды с сопряженными двойными связями.

Получение
Углеводороды с сопряженными двойными связями получают:

1)     дегидрированием алканов, содержащихся в природном газе и газах нефтепереработки, при пропускании их над нагретым катализатором

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃  —^{~600°С;Cr2O3,Al2O3}®  CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂

 

CH3—

CH-CH2-CH3  —~600°С;Cr2O3,Al 2O3®  CH2=  I CH3

C-CH=CH2 + 2H2  I CH3

 

 

2)     дегидрированием и дегидратацией этилового спирта при пропускании паров спирта над нагретыми катализаторами (метод акад. С.В.Лебедева)

2CH₃CH₂OH  —^{~450°С;ZnO,Al2O3}®  CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂

Физические свойства
Бутадиен -1,3 — легко сжижающийся газ с неприятным запахом, t°пл.= -108,9°C, t°кип.= -4,5°C; растворяется в эфире, бензоле, не растворяется в воде.
2- Метилбутадиен -1,3 — летучая жидкость, t°пл.= -146°C, t°кип.= 34,1°C; растворяется в большинстве углеводородных растворителях, эфире, спирте, не растворяется в воде.
Химические свойства

Атомы углерода в молекуле бутадиена-1,3 находятся в sp² — гибридном состоянии, что означает расположение этих атомов в одной плоскости и наличие у каждого из них одной p- орбитали, занятой одним электроном и расположенной перпендикулярно к упомянутой плоскости.

a)	b)
Схематическое изображение строения молекул дидивинила (а) и вид модели сверху (b). Перекрывание электронных облаков между С1-С2 и С3-С4 больше, чем между С2-С3.

 
p- Орбитали всех атомов углерода перекрываются друг с другом, т.е. не только между первым и вторым, третьим и четвертым атомами, но и также между вторым и третьим. Отсюда видно, что связь между вторым и третьим атомами углерода не является простой s- связью, а обладает некоторой плотностью p- электронов, т.е. слабым характером двойной связи. Это означает, что s- электроны не принадлежат строго определенным парам атомов углерода. В молекуле отсутствуют в классическом понимании одинарные и двойные связи, а наблюдается делокализация p- электронов, т.е. равномерное распределение p- электронной плотности по всей молекуле с образованием единого p- электронного облака.

Взаимодействие двух или нескольких соседних p- связей с образованием единого p- электронного облака, в результате чего происходит передача взаимовлияния атомов в этой системе, называется эффектом сопряжения.
Таким образом, молекула бутадиена -1,3 характеризуется системой сопряженных двойных связей.
Такая особенность в строении диеновых углеводородов делает их способными присоединять различные реагенты не только к соседним углеродным атомам (1,2- присоединение), но и к двум концам сопряженной системы (1,4- присоединение) с образованием двойной связи между вторым и третьим углеродными атомами. Отметим, что очень часто продукт 1,4- присоединения является основным.
Рассмотрим реакции галогенирования и гидрогалогенирования сопряженных диенов.
Как видно, реакции бромирования и гидрохлорирования приводят к продуктам 1,2- и 1,4- присоединения, причем количество последних зависит, в частности, от природы реагента и условий проведения реакции.
Важной особенностью сопряженных диеновых углеводородов является, кроме того, их способность вступать в реакцию полимеризации. Полимеризация, как и у олефинов, осуществляется под влиянием катализаторов или инициаторов.
Она может протекать по схемам 1,2- и 1,4- присоединения. Полимеризация диеновых соединений 
В упрощенном виде реакцию полимеризации бутадиена -1,3 по схеме 1,4 присоединения можно представить следующим образом:

—-®

.

 
В полимеризации участвуют обе двойные связи диена. В процессе реакции они разрываются, пары электронов, образующие s- связи разобщаются, после чего каждый неспаренный электрон участвует в образовании новых связей: электроны второго и третьего углеродных атомов в результате обобщения дают двойную связь, а электроны крайних в цепи углеродных атомов при обобщении с электронами соответствующих атомов другой молекулы мономера связывают мономеры в полимерную цепочку.
Элементная ячейка полибутадиена представляется следующим образом :
  .
 Как видно, образующийся полимер характеризуется транс- конфигурацией элементной ячейки полимера. Однако наиболее ценные в практическом отношении продукты получаются при стереорегулярной (иными словами, пространственно упорядоченной) полимеризации диеновых углеводородов по схеме 1,4- присоединения с образованием

цис— конфигурации полимерной цепи. Например, цис- полибутадиен
  .
 
Натуральный и синтетический каучуки 
Натуральный каучук получают из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева гевеи, растущего в тропических лесах Бразилии.
При нагревании без доступа воздуха каучук распадается с образованием диенового углеводорода — 2- метилбутадиена-1,3 или изопрена. Каучук — это стереорегулярный полимер, в котором молекулы изопрена соединены друг с другом по схеме 1,4- присоединения с цис— конфигурацией полимерной цепи :
  
Молекулярная масса натурального каучука колеблется в пределах от 7^.10⁴ до 2,5^.10⁶.
транс— Полимер изопрена также встречается в природе в виде гуттаперчи.
  
Натуральный каучук обладает уникальным комплексом свойств: высокой текучестью, устойчивостью к износу, клейкостью, водо- и газонепроницаемостью. Для придания каучуку необходимых физико-механических свойств: прочности, эластичности, стойкости к действию растворителей и агрессивных химических сред - каучук подвергают вулканизации нагреванием до 130-140°С с серой. В упрощенном виде процесс вулканизации каучука можно представить следующим образом :
   
Атомы серы присоединяются по месту разрыва некоторых двойных связей и линейные молекулы каучука «сшиваются» в более крупные трехмерные молекулы — получается резина, которая по прочности значительно превосходит невулканизированный каучук. Наполненные активной сажей каучуки в виде резин используют для изготовления автомобильных шин и других резиновых изделий.
В 1932 году С.В.Лебедев разработал способ синтеза синтетического каучука на основе бутадиена, получаемого из спирта. И лишь в пятидесятые годы отечественные ученые осуществили каталитическую стереополимеризацию диеновых углеводородов и получили стереорегулярный каучук, близкий по свойствам к натуральному каучуку. В настоящее время в промышленности выпускают каучук,
в котором содержание звеньев изопрена, соединенных в положении 1,4, достигает 99%, тогда как в натуральном каучуке они составляют 98%. Кроме того, в промышленности получают синтетические каучуки на основе других мономеров — например, изобутилена, хлоропрена, и натуральный каучук утратил свое монопольное положение.

Углеводороды диеновые общая формула — Справочник химика 21

    Диеновые углеводороды. Диеновые углеводороды — это ненасыщенные углеводороды с двумя двойными связями в молекуле. Их общая формула С Н2 2- Поскольку в них две двойные связи, их и называют диеновыми (ди—по-гречески два). Строение, изомерия и номенклатура их принципиально не отличается от таковых для этиленовых углеводородов. Здесь только имеется большая возможность для проявления изомерии, связанной с положением двойных связей. В их названиях указывается цифрами в конце положение двойных связей, нанример 

[c.287]
    Непредельные соединения, содержащие в молекуле две двойные связи, называются диеновыми углеводородами. Их называют также алкадиенами или диолефинами. Общая формула таких соединений С Н2п-2. [c.73]

    Строение. Ненасьщенные углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь, называются ацетиленовыми углеводородами или алкинами. Общая формула таких соединений, как и у диеновых углеводородов, С Н2п-2. [c.83]

    Какие углеводороды называют диеновыми Приведите пример. Какой общей формулой выражают состав диеновых углеводородов. Составьте схему полимеризации одного из диеновых углеводородов. 

[c.409]

    Существуют разные типы непредельных (ненасыщенных) углеводородов все они содержат меньше водородных атомов, чем соответствующий предельный углеводород. Так, углеводороды ряда этилена (алкены) имеют общую формулу С Н2 , углеводороды ряда ацетилена (алкины) и диеновые углеводороды (диены) — общую формулу С Н2 -2- [c.296]

    В соединениях первого типа при углероде с тройной связью имеется водород, в соединениях второго типа при атомах углерода с тройной связью водорода нет. Различия в свойствах таких соединений см. на стр. 87, 88. Изомерия ацетиленовых углеводородов, так же как и этиленовых, обусловлена изомерией углеродного ске-Рис. 17. Модель молекулы ацетилена лета И изомерией положения кратной связи. Интересно отметить, что общая формула состава ацетиленовых углеводородов С Н2 2 аналогична общей формуле состава диеновых углеводородов. Иначе говоря, непредельные углеводороды с двумя двойными связями изомерны углеводородам с одной тройной связью. Например, бутадиен-1,3 [c.84]

    Диолефинами, И.ЛИ диеновыми углеводородами, называются ненасыщенные углеводороды с общей формулой С Нг -г имеющие две двойные связи. Второе название — диеновые углеводороды — произошло следующим образол . Как упоминалось, по женевской номенклатуре названиям соединений, содержащих двойную связь, придают окончание -ен если же в молекуле углеводорода содержатся две двойные связи, то [c.50]

    Общая формула диеновых углеводородов С Н2 -2, где [c.332]

    Алкадиены — непредельные углеводороды алифатического ряда, отвечающие общей формуле С Н2 2 и содержащие две двойные связи. См. также Углеводороды диеновые. [c.14]

    Соединения этого ряда характеризуются наличием двух двойных связей и отвечают общей формуле С Н2 — 2 Номенклатура и изомерия. По международной номенклатуре диеновые углеводороды называют так [c.335]

    Диены (диеновые углеводороды) — углеводороды, которые имеют в молекуле две двойные связи. Общая формула гомологического ряда диеновых углеводородов 0,Н2 .2. [c.78]

    Кетены — органические соединения, отвечающие общей формуле RR,—С=С=0, в которых кумулированные двойные связи сформированы за счет виниленовой (С=С) и карбонильной (С=0) групп. См. Углеводороды диеновые. [c.143]

    Диеновые углеводороды (алкадиены) содержат в молекуле две двойные связи. Общая формула С Н2,,,-2. [c.54]

    Диеновые углеводороды имеют две двойные связи в молекуле, т. е. на 4 атома водорода меньше, чем отвечающие им предельные углеводороды. Общая формула их С И.2 -2- Поскольку для образования двух двойных связей необходимо по крайней мере 3 атома углерода, в этом ряду соединений с одним и двумя атомами углерода не существует. [c.86]

    Циклические диеновые углеводороды с сопряженными двойными связями также образуют полимерные перекиси общей формулы [c.104]

    Из названия класса видно, что молекула диенов должна содержать две двойные связи. Следовательно, общая формула гомологического ряда диеновых углеводородов будет такая же, как и для ряда ацетилена С Н2,1-2. [c.120]

    Какова общая формула гомологического ряда диеновых углеводородов На примерах углеводородов состава С4Нв покажите причины изомерии диенов и алкинов. Обозначьте состояние гибридизации каждого атома углерода. [c.30]

    В спектрах углеводородов с двумя и более кратными связями возрастает количество иоиов, образование которых связано с миграцией водорода. Поэтому для углеводородов с общей формулой С Н . —2 (диеновые и цикломоноолефиновые) характеристическими является не один, а два гомологических ряда ионов (67, 68, 81, 82, 95, 96) диссоциативная ионизация алкилбензолов приводит преимущественно к образованию ионов с массами 77, 78, 91, 92, 105, 106, 119, 120 и т. д. Суммарная интенсивность пиков характеристических иоиов прямо пропорциональна концентрации соответствующей углеводородной группы. Аддитивность указанных свойств позволяет производить анализ и расчет состава сложных смесей аналогично смесям, состоящим из небольшого числа компонентов, а учет взаимных наложений осуществляется путем решения системы линейных уравнений. Все эти закономерности использовались для создания методов определения различных классов и типов углеводородов в сложных смесях (бензины, высокомолекулярные нефтяные фракции) [272— 280]. [c.140]

    Установлено, что при взаимодействии сульфолана с этилатом натрия при 240—250° получаются этиловый спирт, натриевая соль бутенсульфиновой кислоты, сернистокислый натрий, следы дивинила и смесь диеновых углеводородов с общей формулой С Н ,. [c.148]

    При взаимодействии сульфолана с нонилатом натрия при температуре 240—250° образуется бутенсульфинат натрия, нониловый спирт, смесь диеновых углеводородов с общей формулой СдН]4, сульфит натрия и следы дивинила. Выходы соответствующих продуктов реакции очень близки к таковым для реакции сульфолана с этилатом натрия, что свидетельствует об одинаковом механизме этих реакций. [c.225]

    Диолефинами, или. диеновыми углеводородами, называются ненасыщенные углеводороды с общей формулой СдНзп — 2, имеющие две двойные связи. Второе название — диеновые углеводороды — произошло следующим образом. Как упоминалось, по женевской номенклатуре названиям соединений, содержащих двойную связь, придают окончания ен (стр. 61) если же в молекуле углеводорода содержатся две двойные связи, то его названию дают окончание диен ( ди по-грече-ски — два). В связи с этим диолефины называются диеновыми углеводородами или иногда просто диенами. Две двойные связи в молекуле углеводорода могут быть расположены различным образом. [c.66]

    Днены (алкадиены) — углеводороды с двумя двойными связями с общей формулой QnHin-i- Диеновые углеводороды, как и алкины, относительно легко вступают в реакции присоединения. [c.303]

    В оригинале написано ацетиленовые. Хотя моноацетиленовые и диеновые углеводороды отвечают одной общей формуле С Н2 2> но приводимые виже примеры избирательной гидрогенизации относятся к классу диолефинов (изопрен, диме-тилбутадиен), поэтому в русском переводе ацетилены заменены на диолефиновые углеводороды . — Ред. [c.238]

    Ненасыщенные соединения, содержащие в молекуле две двойные связи, называются диеновыми углеводородами (алкадиенами, или диолефинами). Общая формула таких соединений С Н2л-2. Если двойные свяЭи расположены рядом (при одном углеродном атоме), то диеновые углеводороды называются кумулированными или алленовыми, например СН2=С=СН2 — пропадиен (аллен). Если двойные связи разделены одной простой, то углеводороды называются сопряженными чл конъюгированными СН2=СН— —СН=СН2 — бутадиен-1,3 (дивинил). Если двойные связи разделены двумя или несколькими простыми связями, то непредельные углеводороды называются изолированными или несопряженными СН2=СН—СН2—СН2—СН=СН2 — гексадиен-1,5. [c.85]

    Приведите общую формулу гомологического ряда дненовых углеводородов. Напишите структурные формулы изомерных диеновых углеводородов состава iHg, Назовите их по систематической номенклатуре IUPA , [c.35]

    Формулы углеводородов, еще более непредельных, чем этиленовые, могут быть выведены вычитанием из формул соответствующих предельных углеводородов четырех атомов водорода. Общая формула углеводородов такой степени непредельностиС Н2 2. Ей соответствует два гомологических ряда углеводородов — диеновые и ацетиленовые. [c.135]

    Углеводороды, содержащие в углеродной цепи две двойные связи, называются диеновыми. Их состав может быть выражен общей формулой СдНзп 2. Они изомерны ацетиленовым углеводородам. [c.295]

    Общая формула диеновых углеводородов где х=3, 4, 5, 6… Алкадиены изомерны алкинам и цик-лоалкенам. [c.181]

    Из названия класса видно, что молекула диена должна со-жать две двойные связи. Следовательно, общая формула го-ологического ряда диеновых углеводородов будет такая же, ак и для ряда ацетилена Hg 2- [c.191]

    Диолефинами, диеновыми углеводородами, или диенами , называются ненасыщенные углеводороды, имеющие две двойные связи, общей формулы СпНгп-2. [c.92]

    Диеновыми называются непредельные углеводороды, в молекуле которых имеется две двойные связи. Общая формула этого класса углеводородов СпН2п-2- Название диеновые объясняется тем, что углеводороды с одной двойной связью по международной номенклатуре ЮПАК имеют окончание -ен, а наличие двух двойных связей эта же номенклатура обозначает окончанием -диен. [c.63]

    Общая формула гомологического ряда ацетиленовых углеводородов та же, что и у диеновых (стр. 63), а именно СпНгп-2. Простейший представитель алкинов С2Н2 — ацетилен (этин)  [c.66]

    Какова общая формула гомологического ряда диеновых углеводородов На примерах углеводородов состава С4Н6 покажите причины изомерии-Диенов и алкинов. [c.28]

---

Опорный конспект по химии «Диеновые углеводороды» дистанционное обучение

ТЕМА УРОКА : ДИЕНЫ И КАУЧУК

Алкадиены — непредельные (ненасыщенные) углеводороды, имеющие в молекуле две двойных связи С=С. Каждая такая связь содержит одну сигма-связь (σ-связь) и одну пи-связь (π-связь).

Алкадиены также называют диеновыми углеводородами. Первый член гомологического ряда — пропадиен — CH₂=C=CH₂. Общая формула их гомологического ряда — C_nH_2n-2.

Номенклатура и изомерия алкадиенов

Названия алкенов формируются путем добавления суффикса «диен» к названию алкана с соответствующим числом: пропадиен, бутадиен, пентадиен и т.д.

При составления названия алкадиена важно учесть, что главная цепь атомов углерода должна обязательно содержать двойные связи. Нумерация атомов углерода в ней начинается с того края, к которому ближе двойная связь. В конце названия указывают атомы углерода, у которых начинается двойная связь.

Атомы углерода, прилежащие к двойной связи находятся в sp² гибридизации.

Для алкадиенов характерна изомерия углеродного скелета, положения двойных связей, межклассовая изомерия с алкинами и пространственная геометрическая изомерия в виде существования цис- и транс-изомеров.

Классификация по положению двойных связей

В зависимости от того, как чередуются двойные связи в молекуле алкадиена, они подразделяются на следующие типы:

1. Кумулированные двойные связи

В случае, если две двойные связи прилежат к одному и тому же атому углерода.

Пример — пропадиен-1,2 (аллен) — CH₂=C=CH₂

В молекуле аллена все атомы углерода находятся в состоянии sp²гибридизации.

2. Сопряженные двойные связи

В случае, если две двойные связи разделены одной одинарной связью. В результате такого взаиморасположения в молекулах возникает сопряжение: формируется единое π-электронное облако.

Помните, что сигма-связи (σ-связи) перекрываются вдоль линии плоскости, а пи-связи (π-связи) над и под линией плоскости (линией, соединяющей центры атомов).

Пример — бутадиен-1,3 — CH₂=CH-CH=CH₂

3. Изолированные двойные связи

В случае, если две двойные связи разделены двумя и более одинарными связями.

Пример — пентадиен-1,4 — CH₂=CH-CH₂-CH=CH₂

Получение алкадиенов

Алкадиены получают несколькими способами:

1. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов

В результате реакции молекулы алкана, содержащей два атома галогена, со спиртовым (!) раствором щелочи получается алкадиен. В зависимости от положения галогенов возможны разные варианты.

Отщепление идет по правилу Зайцева: атом водорода отщепляется от соседнего, наименее гидрированного атома углерода.

2. Синтез С.В. Лебедева

Сергей Васильевич Лебедев в 1927 году разработал первый промышленный способ получения синтетического каучука из этилового спирта.

2CH₃-CH₂-OH → (450 °C, кат. ZnO) CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂

Каучук занимает важное место в промышленности благодаря своим свойствам: водонепроницаемости, эластичности и способности к электроизоляции. Путем вулканизации из каучука получают резину, используемую повсеместно.

3. Дегидрирование алканов

В результате отщепления водорода от молекулы алкана образуются двойные связи. Дегидрирование происходит при повышенной температуре и в присутствии катализатора.

Химические свойства алкадиенов

Алкадиены — ненасыщенные углеводороды, легко вступающие в реакции присоединения. Реакции замещения для них не характерны. Наличие сопряженных двойных связей увеличивает реакционную способность молекулы и обуславливает необычный механизм некоторых реакций.

1. Гидрирование

Водород присоединяется к атомам углерода, образующим двойную связь. Пи-связь (π-связь) рвется, остается единичная сигма-связь (σ-связь).

2. Галогенирование

Реакция с бромной водой является качественной для непредельных соединений, содержащих двойные (и тройные) связи. В ходе такой реакции бромная вода обесцвечивается, что указывает на присоединение брома по кратным связям к органическому веществу.

В случае, если двойные связи находятся в сопряжении, выход продуктов во многом зависит от температуры. Например, в ходе галогенирования бутадиена-1,3 при -80°C преимущественно получается продукт 1,2-присоединения, а при +60°C — продукт 1,4-присоединения.

3. Гидрогалогенирование

Алкадиены вступают в реакции гидрогалогенирования, протекающие по типу присоединения.

Гидрогалогенирование протекает по правилу Марковникова, в соответствии с которым атом водорода присоединяется к наиболее гидрированному, а атом галогена — к наименее гидрированному атому углерода.

4. Окисление

При горении алкадиены, как и все органические соединения, сгорают с образованием углекислого газа и воды — полное окисление.

2CH₂=CH-CH=CH₂ + 11O₂ → 8CO₂ + 6H₂O

5. Полимеризация

Полимеризация — цепная реакция синтеза полимеров, при котором молекула полимера образуется путем последовательного соединения молекул мономеров.

Индекс «n», степень полимеризации, обозначает число мономерных звеньев, которые входят в состав полимера.

8. Применение

Диеновые углеводороды в основном применяются для синтеза каучуков:

9. Натуральный и синтетический каучуки

Натуральный каучук получают из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева гевеи, растущего в тропических лесах Бразилии.

При нагревании без доступа воздуха каучук распадается с образованием диенового углеводорода – 2-метилбутадиена-1,3 или изопрена. Каучук – это стереорегулярный полимер, в котором молекулы изопрена соединены друг с другом по схеме 1,4- присоединения с цис- конфигурацией полимерной

Стереорегулярное строение каучука

Молекулярная масса натурального каучука колеблется в пределах от 7 ·10⁴ до 2,5 ·10⁶.

транс — Полимер изопрена также встречается в природе в виде гуттаперчи.

Натуральный каучук обладает уникальным комплексом свойств: высокой текучестью, устойчивостью к износу, клейкостью, водо- и газонепроницаемостью. Для придания каучукунеобходимых физико-механических свойств: прочности, эластичности, стойкости к действию растворителей и агрессивных химических сред – каучук подвергают вулканизации нагреванием до 130-140°С с серой. В упрощенном виде процесс вулканизации каучука можно представить следующим образом:

Атомы серы присоединяются по месту разрыва некоторых двойных связей и линейные молекулы каучука «сшиваются» в более крупные трехмерные молекулы – получается резина, которая по прочности значительно превосходит невулканизированный каучук. Наполненные активной сажей каучуки в виде резин используют для изготовления автомобильных шин и других резиновых изделий.

Строение резины.

В 1932 году С.В.Лебедев разработал способ синтеза синтетического каучука на основе бутадиена, получаемого из спирта. И лишь в пятидесятые годы отечественные ученые осуществили каталитическую стереополимеризацию диеновых углеводородов и получили стереорегулярный каучук, близкий по свойствам к натуральному каучуку. В настоящее время в промышленности выпускают каучук, в котором содержание звеньев изопрена, соединенных в положении 1,4, достигает 99%, тогда как в натуральном каучуке они составляют 98%. Кроме того, в промышленности получают синтетические каучуки на основе других мономеров – например, изобутилена, хлоропрена, и натуральный каучук утратил свое монопольное положение.

Для вулканизации каучука берётся немного серы 2 – 3 % от общей массы. Если добавить к каучуку более 30 % серы, то она присоединится по линии разрыва почти всех π – связей и образуется жёсткий материал – эбонит.

ЗАДАНИЕ: Составьте опорный конспект

Тема. Диены. Каучук.

1. Алкадиены –

2. Общая формула –

3. Строение:

a) б)

Схематическое изображение строения молекул бутадиена -1,3 (а) и вид модели сверху (б). Перекрывание электронных облаков между С₁–С₂ и С₃–С₄ больше, чем между С₂–С₃.

Запомнить!

— ________гибридизация

· _________ строение

· Связи ______ (вращение относительно двойной С-С связи ___________)

· Угол HCH =

0,135 0,148 0,154

· Длина связи (-С = С – С = С – С – С -)

4. Классификация алкадиенов:

1) углеводороды с __________________ двойными связями,

пропадиен или аллен CH₂ =C=CH₂

2) углеводороды с __________________ двойными связями,

пентадиен -1,4 CH₂ =CH–CH₂–CH=CH₂

3) углеводороды с ___________________двойными связями,

бутадиен-1,3 или дивинил CH₂ =CH–CH=CH₂

5. Изомерия сопряженных диенов

1)_______________________________изомерия

1. Изомерия _______________________________________________;

2. Изомерия _________________________________________________:

3. _________________________ изомерия с алкинами и циклоалкенами.

Например, формуле С₄Н₆ соответствуют следующие соединения:

6. Получение диеновых углеводородов CnH₂n-₂

Запишите уравнения реакций промышленных способов получения алкадиеновых углеводородов:

1) Дегидрирование дигалогеноалканов_______________________________;

2) Синтез С. В. Лебедева___________________________________________;

3) Дегидрирование алканов_________________________________________.

7. Химические свойства алкадиенов

Запишите уравнения реакций (укажите названия веществ)

1) Гидрирование:_________________________________________________;

2) Галогенирование:________________________________________________;

3) Гидрогалогенирование: ___________________________________________;

4) Окисление:_____________________________________________________;

5) Полимеризация:__________________________________________________.

8. Применение алкадиенов

Урок №57. Непредельные углеводороды. Этилен. Физические и химические свойства. Применение. Ацетилен. Диеновые углеводороды. Понятие о циклических углеводородах (циклоалканы, бензол).

Посмотрите учебный видеоматериал:

Видео YouTube

АЛКЕНЫ 

Углеводородами ряда этилена, или этиленовыми углеводородами     (олефинами или алкенами)   называют     ненасыщенные    углеводороды,    строение которых отличается наличием в    их молекулах    одной   двойной связи между углеродными атомами, т.е. – группировки  >C=C<.

Этиленовые углеводороды образуют гомологический ряд, состав каждого члена которого выражается общей эмпирической формулой C_nH_2n. Родоначальником этого ряда является углеводород этилен состава С₂Н₄, строение которого может быть представлено следующей структурной и упрощенной структурной формулами:

Гомологический ряд алкенов

СnH2n алкен	Названия, суффикс ЕН
C2Н4	этен, этилен
C3H6	пропен
C4H8	бутен
C5H10	пентен
C6H12	гексен

Тренажёр — Гомологический ряд этилена

Физические свойства

С₂ – С₄ (газы)

С₅ – С₁₈ (жидкости)

С₁₉ …  – (твёрдые)

• Алкены не растворяются в воде, растворимы в органических растворителях (бензин, бензол и др.)
• Легче воды
• С увеличением Mr температуры плавления и кипения увеличиваются
• ЭТИЛЕН — в природе этилен практически не встречается. Это бесцветный горючий газ со слабым запахом.

Химические свойства

В отличие от насыщенных углеводородов для углеводородов ряда этилена характерны разнообразные реакции присоединения по месту двойной связи; при этом они значительно легче вступают во взаимодействие с различными реагентами.

Благодаря двойной связи молекулы алкенов могут соединяться между собой, т.е. полимеризоваться.

Как и предельные углеводороды, алкены горят на воздухе:

C₂H₄ + 3O₂ ^t→ 2CO₂ + 2H₂O + Q   (пламя ярко светящее)

Применение

Этилен является одним из базовых продуктов промышленной химии и стоит в основании ряда цепочек синтеза. Основное направление использования этилена — в качестве мономера при получении полиэтилена

Этилен — исходное соединение для получения полиэтилена высокого и низкого давления и олигомеров этилена, являющихся основой ряда синтетических смазочных масел.

Этилен применяют как исходный материал для производства ацетальдегида и синтетического этилового спирта. Также он используется для синтеза этилацетата, стирола, винилацетата, хлористого винила; при производстве 1,2-дихлорэтана, хлористого этила.

Этилен используют для ускорения созревания плодов — например, помидоров, дынь, апельсинов, мандаринов, лимонов, бананов; дефолиации растений, снижения предуборочного опадения плодов, для уменьшения прочности прикрепления плодов к материнским растениям, что облегчает механизированную уборку урожая.

 

АЦЕТИЛЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
(АЛКИНЫ)

Ацетиленовыми углеводородами (алкинами) называются непредельные (ненасыщенные) углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь и имеющие общую формулу C_nH_2n-2. Родоначальником гомологического ряда этих углеводородов является ацетилен H-C≡C-H.

Алкины – это непредельные углеводороды с одной тройной углерод-углеродной связью в цепи и общей формулой С_nH_2n-2

Физические свойства

С₂Н₂ – газ без цвета и почти без запаха, технический ацетилен обладает неприятным запахом, легче воздуха, мало растворим в воде

Свойства гомологов изменяются аналогично алкенам.

Получение в лаборатории: из карбида кальция гидролизом (взаимодействие с водой)

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H-C≡C-H

Получение в промышленности: термическим разложением метана (пиролиз)

2CH₄ ^1500˚С→   HC≡CH + 3H₂

Применение

Из всех ацетиленовых углеводородов серьёзное промышленное значение имеет только ацетилен, который является важнейшим химическим сырьём. При горении ацетилена выделяется много тепла, что используется для резки и сварки металлов в ацетилен-кислородной сварке (расходуется до 30 % всего производимого ацетилена).

В конце 19-го — начале 20-го века широкой популярностью пользовались многочисленные ацетиленовые светильники (источником ацетилена служил дешевый карбид кальция), используемые на железнодорожном и водном транспорте, для освещения улиц, в быту. Несмотря на то, что сегодня массовое использование ацетиленовых фонарей ушло в прошлое, их выпуск и потребление не прекратились. Они производятся в небольших количествах как походное снаряжение

 ДИЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (АЛКАДИЕНЫ)

Диеновые углеводороды или алкадиены – это непредельные углеводороды, содержащие две двойные углерод — углеродные связи. Общая формула алкадиенов C_nH_2n-2.

Наибольший интерес представляют углеводороды с сопряженными двойными связями, их используют для производства синтетических каучуков.

Бутадиен -1,3 — легко сжижающийся газ, с неприятным запахом

Изопрен — легкокипящая жидкость

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.

Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.

Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов.

 

ЦИКЛОАЛКАНЫ
(ЦИКЛОПАРАФИНЫ)

В отличие от предельных углеводородов, характеризующихся наличием открытых углеродных цепей, существуют углеводороды с замкнутыми цепями (циклами). По своим свойствам они напоминают обычные предельные углеводороды алканы (парафины), отсюда и произошло их название – циклоалканы (циклопарафины). Общая формула гомологического ряда циклоалканов C_nH_2n, то есть циклоалканы изомерны этиленовым углеводородам. В природе встречаются в составе нефти.

Представителями этого ряда соединений являются циклопропан, циклопентан, циклогексан.

Наибольшее практическое значение имеют циклогексан, этилциклогексан. Циклогексан используется в химическом синтезе, а также в качестве растворителя. Циклопропан используется в медицинской практике в качестве ингаляционного анестезирующего средства. 

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (АРЕНЫ)

Типичными представителями ароматических углеводородов являются производные бензола, т.е. такие карбоциклические соединения, в молекулах которых имеется особая циклическая группировка из шести атомов углерода, называемая бензольным или ароматическим ядром.

Общая формула ароматических углеводородов C_nH_2n-6.

·        С₆H₆ – бензол, родоначальник гомологического ряда аренов

·        С₆H₅ – CH₃ – толуол (метилбензол)

·        С₆H₅ – CH=СH₂ – стирол (винилбензол)

Физические свойства:

1.     Бензол – легкокипящая (t_кип = 80,1°С), бесцветная жидкость, не растворяется в воде

2.     Внимание! Бензол – яд, действует на почки, изменяет формулу крови (при длительном воздействии), может нарушать структуру хромосом.

3.     Большинство ароматических углеводородов опасны для жизни, токсичны.

Применение

Ароматические углеводороды являются важным сырьем для производства различных синтетических материалов, красителей, физиологически активных веществ. Так, бензол – продукт для получения красителей, медикаментов, средств защиты растений и др. Толуол используется как сырье в производстве взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов, а также в качестве растворителя. Винилбензол (стирол) применяется для получения полимерного материала – полистирола.

Применение УГЛЕВОДОРОДОВ

Гомологический ряд диеновых углеводородов – алкадиены физические свойства таблица

Номенклатура алкадиенов.

Определение, гомологический ряд, номенклатура алкадиенов.

Алкадиены –органические соединения, углеводороды алифатического (ациклического) непредельного характера, в молекуле которых между атомами углерода – две двойные связи, и которые соответствуют общей формуле Cnh3n-2, где n =3 или n >3. Их также называют диеновыми углеводородами.

Простейшим представителем алкадиенов является пропадиен.

Гомологический ряд.

Общая формула диеновых углеводородов Cnh3n-2. В названии алкадиенов содержится корень, обозначающий число атомов углерода в углеродной цепи, и суффикс –диен («две» «двойные связи»), обозначающий принадлежность соединения к данному классу.

C3h5 – пропадиен

C4H6 – бутадиен

C5H8 – пентадиен

C6h20 – гексадиен

C7h22 – гептадиен

C8h24 – октадиен

C9h26 – нонадиен

C10h28 – декадиен

Номенклатура алкадиенов.

1. Выбор главной цепи. Образование названия углеводорода по номенклатуре ИЮПАК начинается с определения главной цепи — самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле. В случае алкадиенов главную цепь необходимо выбирать так, чтобы в нее входили обе двойные связи.

2. Нумерация атомов главной цепи. Нумерация атомов главной цепи начинается с того конца, с которого ближе расположены по старшинству (по преимуществу):

кратная связь → заместитель → углеводородный радикал.

Т.е. при нумерации в определении названия алкадиена положение кратной связи имеет преимущество перед остальными.

Нумеровать атомы в цепи нужно таким образом, чтобы атомы углерода, связанные двойными связями, получили минимальные номера.

Если по положению двойных связей нельзя определить начало нумерации атомов в цепи, то его определяет положение заместителей так же, как для алкенов.

3. Формирование названия., После корня, обозначающего числа атомов углерода в цепи, и суффикса –диен,обозначающий принадлежность соединения к классу алкенов, через в конце названия указывают местоположение двойных связей в углеродной цепи, т.е. номер атомов углерода, у которых начинаются двойные связи.

Если есть заместители, то в начале названия указывают цифры − номера атомов углерода, при которых находятся заместители. Если при данном атоме находятся несколько заместителей, то соответствующий номер в названии повторяется дважды через запятую (2,2-). После номера через дефис указывают количество заместителей (ди – два, три – три, тетра− четыре, пента− пять) и название заместителя (метил. этил, пропил). Затем без пробелов и дефисов − название главной цепи. Главная цепь называется как углеводород − член гомологического ряда влкадиенов (пропадиен, бутадиен, пентадиен и т.д.).

Пример:

Ch4 Cl Ch4

1 2| 3| 4| 5 6 7

Ch4 – C = C – C – CH = CH – Ch4

|

2,4-диметил-4-этил-3-хлоргептадиен-2,5

Некоторые простые алкадиены имеют тривиальные названия (на рисунке выше они приведены в скобках), однако их употребление (в отличие от названий простейших алканов) не рекомендуется в номенклатуре ИЮПАК. Тем не менее они используются, и их нужно знать.

Для алкадиенов характерна sp2-гибридизация.

Дата добавления: 2017-03-12; просмотров: 6753;

Похожие статьи:

Гомологический ряд алкенов. Электронное и пространственное строение молекулы этилена и алкенов. Гомологический ряд и общая формула алкенов. Изомерия этиленовых углеводородов: межклассовая, углеродного скелета, положения кратной связи, геометрическая. Особенности номенклатуры этиленовых углеводородов, названия важнейших радикалов. Физические свойства алкенов.

Химические свойства алкенов. Электрофильный характер реакций, склонность к реакциям присоединения, окисления, полимеризации. Правило Марковникова и его электронное обоснование. Реакции галогенирования, гидрогалогенирования, гидратации, гидрирования. Механизм AE-реакций. Понятие о реакциях полимеризации.Горение алкенов. Реакции окисления в мягких и жестких условиях. Реакция Вагнера и ее значение для обнаружения непредельных углеводородов, получения гликолей.

Применение и способы получения алкенов. Использование высокой реакционной способности алкенов в химической промышленности. Применение этилена и пропилена. Промышленные способы получения алкенов. Реакции дегидрирования и крекинга алкенов. Лабораторные способы получения алкенов.

Алкадиены. Понятие и классификация диеновых углеводородов по взаимному расположению кратных связей в молекуле. Особенности электронного и пространственного строения сопряженных диенов. Понятие о π—электронной системе. Номенклатура диеновых углеводородов. Особенности химических свойств сопряженных диенов как следствие их электронного строения. Реакции 1,4-присоединения. Полимеризация диенов. Способы получения диеновых углеводородов: работы С. В. Лебедева, дегидрирование алканов.

Полимеры

Основные понятия химии высокомолекулярных соединений (на примере продуктов полимеризации алкенов, алкадиенов и их галогенпроизводных). Мономер, полимер.

Реакция полимеризации, степень полимеризации, структурное звено. Типы полимерных цепей: линейные, разветвленные, сшитые. Понятие о стереорегулярных полимерах. Полимеры термопластичные и термореактивные. Представление о пластмассах и эластомерах. Полиэтилен высокого и низкого давления, его свойства и применение. Катализаторы Циглера — Натта. Полипропилен, его применение и свойства. Галогенсодержащие полимеры: тефлон, поливинилхлорид. Каучуки натуральный и синтетические. Сополимеры (бутадиенстирольный каучук). Вулканизация каучука, резина и эбонит.

Ацетиленовые углеводороды

Ацетиленовые углеводороды Гомологический ряд алкинов. Электронное и пространственное строение ацетилена и других алкинов. Гомологический ряд и общая формула алкинов. Номенклатура ацетиленовых углеводородов. Изомерия межклассовая, углеродного скелета, положения кратной связи.

Химические свойства и применение алкинов. Особенности реакций присоединения по тройной углерод-углеродной связи. Реакция Кучерова. Правило Марковникова применительно к ацетиленам. Подвижность атома водорода (кислотные свойства алкинов).

4. Диеновые углеводороды (алкадиehы)

Окисление алкинов. Реакция Зелинского. Применение ацетиленовых углеводородов. Поливинилацетат. Получение алкинов. Получение ацетилена пиролизом метана и карбидным методом.

Ароматические углеводороды

Гомологический ряд аренов. Бензол как представитель аренов. Развитие представлений о строении бензола. Современные представления об электронном и пространственном строении бензола. Образование ароматической π—системы. Гомологи бензола, их номенклатура, общая формула. Номенклатура для дизамещенных производных бензола: орто-, мета-, пара-расположение заместителей.Физические свойства аренов.

Химические свойства аренов. Примеры реакций электрофильного замещения: галогенирования, алкилирования (катализаторы Фриделя — Крафтса), нитрования, сульфирования. Реакции гидрирования и присоединения хлора к бензолу. Особенности химических свойств гомологов бензола. Взаимное влияние атомов на примере гомологов аренов. Ориентация в реакциях электрофильного замещения. Ориентанты I и II рода.

Применение и получение аренов. Природные источники ароматических углеводородов. Ароматизация алканов и циклоалканов. Алкилирование бензола.



Получение алкадиенов.

1. Метод Лебедева (1932г.) – дегидратация и дегидрирование

450oC, Al2O3, ZnO

2 Ch4 – Ch3 – OH ––––––––––––––––→ Ch3=CH – CH = Ch3 + h3O + h3

этанол бутадиен-1,3

2. Способ дегидрирования

500-600⁰C, Kt

Ch4– Ch3 – Ch3 – Ch4 –––––––––––→ Ch3=CH – CH = Ch3 + h3

н-бутан бутадиен-1,3

(проходит в две стадии)

500-600⁰C, Kt

Ch4– CH – Ch3 – Ch4 –––––––––––→ Ch3=CH – CH = Ch3 + h3

| |

Ch4 Ch4

2-метилбутан 2-метилбутадиен-1,3

(изопрен)

500-600⁰C, MgO, ZnO

Ch3 = CH – Ch3 – Ch4 ––––––––––––––––→ Ch3=CH – CH = Ch3 + h3

бутен-1 бутадиен-1,3

3. Способ дегидрогалогенирования дигалогенпроизводного алкана

Br Br

| | спирт, to

Ch3 – Ch3 – Ch3 – Ch3 + 2 KOH –––––––→ Ch4 = CH – CH = Ch4 + 2 KBr + 2 h3O

1,4-дибромбутан бутадиен-1,3

Br Br

| | спирт, to

Ch3 – Ch3 – CH – Ch4 + 2 KOH –––––––→ Ch4 = CH – CH = Ch4 + 2 KBr + 2 h3O

1,3-дибромбутан бутадиен-1,3

(При использовании 2,3-дибромбутана или 2,2-дибромпропана – образуются соответствующие алкины)

5. Применение алкадиенов. Каучуки.

Диеновые углеводороды применяются в производстве синтетических каучуков, из которых в том числе делают и резину.

Каучук был уже известен в конце 15 веке в северной Америке. Именно индейцы в то время использовали его для изготовления обуви, небьющихся вещей и посуды. А получали тогда его из жидкости молочно-белого цвета − сока растения гевеи, который называли – «слёзы дерева». Слово «каучук» происходит от индейских слов «кау» — «дерево» и «учу» — «плакать». Надрезая кору дерева гевеи, индейцы Южной Америки заставляли его «плакать» и собирали вытекающий сок — латекс. При нагревании латекса содержащиеся в нем мельчайшие шарики смолы соединялись и выпадали в осадок. Промывая осадок и выдерживая его над костром, индейцы получали куски каучука.

Молекула натурального каучука состоит из звеньев легколетучего углеводорода — изопрена и имеет всюду одинаковую (регулярную) микроструктуру (91-96%). Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:

-паренхимные — каучук в корнях и стеблях;

-хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов.

-латексные — каучук в млечном соке.

-травянистые латексные каучуконосные растения из семейства сложноцветных (кок-сагыз, крым-сагыз и другие), произрастающие в умеренной зоне, в том числе в южных республиках, содержащие каучук в небольшом количестве в корнях, промышленного значения не имеют.

Что касается европейцев, то о каучуке узнали впервые только в момент открытия Америки. Именно Кристофор Колумб первым узнал о его свойствах и получении. В Европе каучук долгое время не мог найти себе применение. В 1823 г впервые было предложено использование этого материала для изготовления водонепроницаемых плащей, одежды и галоши. Пропитанная масляным раствором каучука ткань, таким образом, ткань приобретала водостойкие свойства. Но такие изделия не нашли широкого применения — на морозе они трескались, летом размягчались и липли к телу. Надо было сделать такой каучук, который сохранял бы эластичность и прочность при разных температурах.

И вот в 1839 г. он нечаянно уронил кусочек каучука, перемешанного с серой, на горячую плиту. Кусочек обуглился, но в середине его светлела полоска необычного материала, который, как оказалось, обладал всеми желаемыми свойствами: прочностью, эластичностью и др. Так впервые была получена резина.

Со временем выяснилось, что вулканизацию можно проводить и без серы — некоторые другие вещества тоже способны «сшивать» молекулы каучука. Через 10 лет после первого применения натурального каучука и более детального изучения его химических физических свойств было предложено вводить каучук в оксиды кальция и магния. А ещё через 5 лет после изучения свойств нагретой смеси оксидов свинца и серы с каучуком научились получать резину. Процесс получения резины путем нагревания каучука с серой назвали вулканизацией. В наши дни научились вулканизировать каучук вообще без посторонних веществ, воздействуя на него радиоактивными излучениями.

Кстати, из курса физики 8-ого класса мы, вероятно, впервые познакомились с эбонитовой палочкой. Но что такое эбонит. Как оказывается, эбонит − это производная от процесса вулканизации каучука: если при вулканизации каучука добавить серу (около 32% от массы), то в результате получается твёрдый материал — этот материал и есть эбонит!

В начале 20 века, когда появился первый автомобиль, спрос на резину значительно возрос. В то же время возрос спрос и на натуральный каучук, так как на тот момент вся резина изготавливалась из сока тропических деревьев. Например, чтобы получить тонну резины, необходимо было обработать почти 3 тонны тропических деревьев, при этом работой было занято одновременно более 5 тысяч человек, причём такую массу резины могли получить только через год. Для изготовления одного автомобиля требуется более 100 кг каучука. А дерево гевеи за целый год способно выдать всего 1—2 кг. Поэтому, резина и натуральный каучук считались достаточно дорогим материалом. И вскоре резиновая промышленность начала быстро развиваться и возникла нехватка натурального каучука.

Советские ученые начали поиски способов получения искусственного каучука из соединений, близких по природе к изопрену. Академику С. В. Лебедеву и.

Этиленовые и диеновые углеводороды

Только в конце 20х годов XX века русским учёным, академиком Лебедевым С. В. удалось разработать процесс синтеза каучука на основе углеводорода дивинила: при химической реакции — полимеризации бутадиена-1,3 (дивинила) на натриевом катализаторе были получены образцы первого натрий-бутадиенового синтетического каучука. Одним из достаточно дешёвых способов получения бутадиена-1,3, является его получение из этилового спирта. В 1932 г Ярославский шинный завод выдал первый товарный синтетический каучук.

В середине 20 века после получения нового катализатора Циглера — Натты был получен синтетический каучук, который по своим свойствам эластичности и прочности значительно выше, чем все ранее известные каучуки, − был получен полибутадиен и полиизопрен. Но как оказалось, к общему удивлению полученный синтетический каучук по своим свойствам и строению подобен натуральному каучуку! А к концу 20 века натуральный каучук был почти полностью вытеснен синтетическим.

Синтетический каучук − высокополимерный, каучукоподобный материал. Его получают в основном из природного и попутного нефтяных газов, а также отдельных углеводородных фракций нефтепереработки.

Синтетический каучук получают полимеризацией или сополимеризацией бутадиена, стирола, изопрена, неопрена, хлорпрена, изобутилена, нитрила акриловой кислоты. Подобно натуральным каучукам, синтетические имеют длинные макромолекулярные цепи, иногда разветвленные, со средним молекулярным весом, равным сотням тысяч и даже миллионам. Полимерные цепи в синтетическом каучуке в большинстве случаев имеют двойные связи, благодаря которым при вулканизации образуется пространственная сетка, получаемая при этом резина, приобретает характерные физико-механические свойства.

Дата добавления: 2017-03-12; просмотров: 2109;

Похожие статьи:

Химические свойства алкадиенов–1,3

Характерными реакциями всех алкадиенов являются реакции присоединения. Наиболее важными среди них являются:

1. Реакции гидрирования.

Эти реакции имеют ступенчатый характер. Варьируя соотношение реагентов, может получать либо алкен, либо алкан в соответствии со схемой

Катализаторами этих реакций являются Ni, Pt, Pd.

Диеновые углеводороды

Особенностью этих реакций является конкуренция 1,4– и 1,2–присоединения. Это связано с наличием двух реакционных центров у поверхностного интермедиата, образующегося в результате реализации механизма реакции

2. Реакции электрофильного присоединения

а) Галогенирование

При реализации этой реакции образуется смесь продуктов 1,2– и 1,4–присоединения, например:

б) Реакции гидрогалогенирования.

При реализации этих реакций образуются продукты конкурентного галогенирования:

в) Полимеризация

Стехиометрически полимеризация сопряженных алкадиенов описывается следующими уравнениями

Полимеризация сопряженных алкадиенов имеет важное практическое значение для синтеза каучуков. Реакция может осуществляться по свободнорадикальному, карбанионному и карбкатионному механизмам в зависимости от типа инициирующей системы. В промышленной практике наиболее широко реализуется стереорегулярная полимеризация под действием катализаторов Циглера-Натта.

Полимеризация обычно протекает на поверхности металла, поэтому из-за стерических требований к реакции преимущественно образуется 1,2–полимер.

Полимеризация по Циглеру-Натта приводит к образованию стереорегулярного каучука, причем в основном образуются цис-полиалкадиены.

Натуральный каучук представляет собой эластичную при низких температурах, пластичную и клейкую при более высоких температурах массу, которую получают при нагревании млечного сока растений – каучуконосов, таких как гевея. Первое практическое применение натурального каучука нашел Макинтош (1823) – при пропитывании тканей раствором каучука он получил водонепроницаемый материал. Наибольшее значение для широкого использования каучука имело открытие Гудьира (1839). Он обнаружил, что при обработке каучука серой или серосодержащими соединениями получается материал с превосходными механическими свойствами. Так была впервые получена резина. Сера, реагируя по аллильному водороду и двойной связи образует мостики, связывающие между собой полимерные цепи.

Этот процесс называется вулканизацией. При исследовании строения натурального каучука было показано, что он является полимером изопрена. Позже на основе рентгеноструктурного анализа было установлено, что натуральный каучук имеет строение цис-полиизопрена. В природе встречается также транс-полиизопрен, называемый гуттаперчей, который является твердым хрупким материалом и поэтому не находит широкого практического применения.

В СССР впервые синтетический каучук был получен на основе бутадиена–1,3 при катализе Na или K (1932) – метод С.В. Лебедева.

Промышленная партия стереорегулярного полиизопрена была выпущена у нас в стране в 1963 – так называемый каучук СКИ-3. По своим свойствам этот каучук не уступает натуральному.

В 1956 году под руководством советского химика Долгоплоска был разработан метод стереорегулярной полимеризации 1,3–бутадиена и получения на его основе цис-полибутадиенового каучука (дивинилкаучук, СКД). По эластичности СКД не уступает СКИ-3, но превосходит его в устойчивости при низких температурах и износостойкости.

Спектр практического использования каучуков существенно расширен за счет синтеза сополимеров бутадиена со стиролом, бутадиена с акрилонитрилом и др.

3. Реакции диенового синтеза

Алкадиены–1,3 могут присоединяться к двойной (или тройной) связи с образованием циклического продукта (циклоприсоединение [2+4]).

Такие реакции называются диеновым синтезом или реакцией Дильса-Альдера. Соединения, содержащие двойную или тройную связь и вступающие с 1,3–алкадиенами в реакцию диенового синтеза называются диенофилами. Реакционная способность диенофилов увеличивается при активировании их кратной связи электроноакцепторными группами.

Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 582;

Похожие статьи:

ДИЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 8. Москва, 2007, стр. 734

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: О. Б. Рудаков

ДИЕ́НОВЫЕ УГЛЕВОДОРО́ДЫ (дие­ны), не­на­сы­щен­ные уг­ле­во­до­ро­ды, со­дер­жа­щие две двой­ные $\ce {C =C}$-свя­зи в мо­ле­ку­лах. Али­фа­ти­че­ские Д. у. – ал­ка­дие­ны – име­ют об­щую фор­му­лу С_nН_2n–2, али­цик­ли­че­ские Д. у. – цик­ло­ал­ка­дие­ны – С_nН_2n–4. В за­ви­си­мо­сти от вза­им­но­го рас­по­ло­же­ния двой­ных свя­зей раз­ли­ча­ют Д. у. с ку­му­ли­ро­ван­ны­ми двой­ны­ми свя­зя­ми (1,2-дие­ны) – ал­ле­ны; с со­пря­жён­ны­ми двой­ны­ми свя­зя­ми (1,3-дие­ны), напр. 1,3-бу­та­ди­ен, изо­прен, 1,3-цик­ло­пен­та­ди­ен; с изо­ли­ро­ван­ны­ми двой­ны­ми свя­зя­ми (1,4-дие­ны и т.2$-гиб­ри­ди­за­цию и ле­жат в од­ной плос­ко­сти. Час­тич­ная де­ло­ка­ли­за­ция $p$-элек­тро­нов при­во­дит к вы­рав­ни­ва­нию меж­атом­ных рас­стоя­ний (уко­ро­че­нию про­стой и уд­ли­не­нию крат­ных свя­зей) и умень­ше­нию энер­гии сис­те­мы на 13–17 кДж/моль по срав­не­нию с сис­те­мой, со­дер­жа­щей изо­ли­ро­ван­ные двой­ные свя­зи.

Для со­пря­жён­ных Д. у. ха­рак­тер­ны ре­ак­ции элек­тро­филь­но­го при­сое­ди­не­ния, про­те­каю­щие лег­че, чем для ал­ке­нов или дие­нов с изо­ли­ро­ван­ны­ми двой­ны­ми свя­зя­ми. При­сое­ди­не­ние к 1,3-дие­нам во­до­ро­да, га­ло­ге­нов, га­ло­ге­но­во­до­ро­дов и пр. про­ис­хо­дит как по кон­цам сис­те­мы со­пря­жён­ных свя­зей (1,4-при­сое­ди­не­ние), напр.: $\ce {Ch3=CH-CH=Ch3 +HBr ->Ch4-CH=CH-Ch3Br}$, так и по од­ной из двой­ных свя­зей (1,2-при­сое­ди­не­ние). На­прав­ле­ние ре­ак­ции за­ви­сит от при­ро­ды реа­ген­тов, а так­же от ус­ло­вий про­ве­де­ния ре­ак­ции (темп-ры, рас­тво­ри­те­ля, ка­та­ли­за­то­ра и др.). 1,2-При­со­еди­не­ние по­ляр­ных мо­ле­кул про­те­ка­ет в со­от­вет­ст­вии с пра­ви­лом Мар­ков­ни­ко­ва, напр.: $\ce {Ch3=CH-CH=Ch3 +HBr ->Ch4-CHBr-CH=Ch3}$. При­сое­ди­не­ние к 1,3-дие­нам ал­ке­нов и их про­из­вод­ных про­те­ка­ет как 1,4-цик­ло­при­со­еди­не­ние (см. Дие­но­вый син­тез). 1,3-Дие­ны всту­па­ют так­же в ре­ак­ции по­ли­ме­ри­за­ции и со­по­ли­ме­ри­за­ции с разл. ви­ни­ло­вы­ми мо­но­ме­ра­ми, в за­ви­си­мо­сти от спо­со­ба и ус­ло­вий про­ве­де­ния про­цес­са об­ра­зу­ют­ся про­дук­ты с 1,4-цис-, 1,4-транс- и 1,2-кон­фи­гу­ра­ци­ей звень­ев дие­но­во­го мо­но­ме­ра.

Д. у. по­лу­ча­ют в осн. ка­та­ли­тич. де­гид­ри­ро­ва­ни­ем ал­ка­нов или ал­ке­нов, а так­же вы­де­ля­ют из про­дук­тов кре­кин­га неф­ти. Д. у. при­ме­ня­ют в про­из-ве син­те­тич. кау­чу­ков (изо­пре­но­вых, бу­та­дие­но­вых, бу­та­ди­ен-нит­риль­ных и др.) и тер­мо­эла­сто­пла­стов, ла­ков и кра­сок, ин­сек­ти­ци­дов, ан­ти­пи­ре­нов, ле­кар­ст­вен­ных средств и др.

Диеновые углеводороды | Презентация к уроку по химии (10 класс) на тему:

Слайд 1

Алкодиены или диеновые углеводороды Имеют две двойные связи Их общая формула C n H 2n-2

Слайд 2

Виды диеновых углеводородов 1). Кумулированные CH 2 =C=CH 2 2) .С сопряжёнными связями CH 2 =CH-C Н =CH 2 3).С изолированными связями CH 2 =CH-CH 2 -CH=CH 2

Слайд 3

Какой это вид диена ?

Слайд 4

Примеры названий диеновых углеводородов

Слайд 5

Дайте названия диеновым углеводородам

Слайд 6

Изомерия диеновых углеводородов Структурная изомерия а) Изомерия углеродного скелета б) Изомерия положения кратной связи или функциональной группы в) Межклассовая изомерия Пространственная изомерия а).Цис-транс изомерия б).Оптическая изомерия

Слайд 7

Значение диеновых углеводородов Рис.20, стр.43.

Слайд 8

Получение алкадиенов 1. Дегидрирование

Слайд 9

2. Синтез дивинила по Лебедеву: из этилового спирта 1932год

Слайд 10

Свойства сопряженных алкадиенов 1.Физические свойства дивинил (бутадиен-1,3) —легко сжижающийся газ, т.кип = – 4,5° изопрен (2-метилбутадиен-1,3) —жидкость с т.кип = 34° С.

Слайд 11

2.Химические свойства По химическим свойствам диеновые углеводороды подобны алкенам.

Слайд 12

I . Реакции присоединения к сопряженным диенам 1. Гидрирование +

Слайд 13

2. Галогенирование

Слайд 14

Обнаружение диенов 1)растворение полимера 2)приливание слабоокрашенного раствора KMnO 4 Вывод: произошло изменение окраски раствора следовательно там углеводород с двойными связями.

Слайд 15

II. Полимеризация сопряженных диенов. Бутаден-1,3 полибутадиен или бутадиеновый каучук

Слайд 16

Полимеризация изопрена Напишите реакцию полимеризации изопрена

Слайд 17

Стереорегулярное строение изопренового каучука

Слайд 19

Самостоятельная работа Назовите вещество Z, образующееся в схеме превращений: Упр-4, стр.46

Слайд 20

Составить формулы: а)2-метилпентадиена-1,4 б) 3-этилгексадиена-2,4 в) 4-пропилгептадиена-1,3 Написать реакции: Пентадиена- 2 ,4 + 2Н 2 = > Бутадиен-1,3 + Cl 2 => 2- бромбутадиен-1,3 = > полимеризация (В структурномолекулярном виде) Д.з. § 5, задан.в тетр.

Alkadiene — обзор | Темы ScienceDirect

Общие аспекты

Алкадиены — это углеводороды, содержащие две двойные связи между атомами углерода. Эти две двойные связи могут присутствовать в молекуле в разных положениях, связаны с одним и тем же атомом углерода (кумулятивный, CCC), отделены друг от друга одинарной σ-связью (конъюгированные, СССС) или разделены одним или несколькими атомами углерода с sp ³ гибридизация (изолирована). Соединения с кумулятивными или сопряженными двойными связями, которые влияют друг на друга, обладают свойствами, отличными от соединений с изолированными двойными связями.Изолированные двойные связи не оказывают существенного влияния друг на друга, а соединения, содержащие их, ведут себя очень похоже на алкены.

В углеводороде с кумулятивными двойными связями (например, аллен CH ₂ CCH ₂ ) центральный углерод имеет sp-гибридизацию, и только два концевых атома углерода имеют sp-гибридизацию ² . Это является причиной различий между алкенами, имеющими атомы углерода с гибридизацией только sp ² , и алленами. Сопряженные двойные связи также обладают особыми свойствами, при этом система во многих случаях ведет себя как отдельная единица, а не как две отдельные двойные связи.Это вызвано делокализацией π-электронов вдоль sp ² гибридизированных орбиталей четырех атомов углерода, образующих сопряженную систему. Самый низкий углеводород с сопряженными двойными связями, а именно 1,3-бутадиен (H ₂ CCH-CHCH ₂ ), является очень важным промышленным продуктом. 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен) также имеет промышленное значение и является структурной единицей для большого класса природных продуктов, известных как терпены.

Терпеновые углеводороды включают гемитерпен (изопрен), монотерпены, которые образуются из двух изопреновых единиц и имеют формулу C ₁₀ H ₁₆ , сесквитерпены (C ₁₅ H ₂₄ ), дитерпены (C ₂₀ H ₃₂ ), сестертерпены (C ₂₅ H ₄₀ ), тритерпены (C ₃₀ H ₄₈ ), сесквартерпены (C ₃₅ H ₅₆ ) тетратерпены (C ₄₀ H ₆₄ ) и др.К терпенам относятся многие другие соединения, обычно известные как терпеноиды. Эти соединения могут иметь различное расположение изопреновых единиц (например, сквален с формулой C ₃₀ H ₅₀ ) или могут содержать циклы, дополнительные двойные связи, ароматические кольца, спирт, альдегид, кетон и другие функциональные группы. Терпеноиды включают особые классы соединений, такие как каротиноиды и стероиды.

Другие соединения с более чем двумя двойными связями в молекуле, обозначенные как полиены, также присутствуют в природе.Полиеновые цепи также присутствуют в соединениях, которые содержат другие функциональные группы (например, некоторые жирные кислоты, простагландины и изопростаны). Пиролиз терпеноидов и полиенов с дополнительными функциональными группами будет обсуждаться в различных разделах этой книги в зависимости от их конкретных функциональных групп.

Конъюгированные диены — Chemistry LibreTexts

Диен — это углеводородная цепь, которая имеет две двойные связи, которые могут или не могут быть смежными друг с другом. В этом разделе основное внимание уделяется делокализации пи-систем путем сравнения двух соседних двойных связей.Расположение этих двойных связей может по-разному влиять на реакционную способность и стабильность соединений.

Обозначение Dienes

Сначала определите самую длинную цепь, содержащую оба атома углерода с двойными связями в соединении. Затем дайте наименьшее возможное число для расположения атомов углерода с двойными связями и любых других присутствующих функциональных групп (помните, что при именовании алкенов некоторые группы имеют приоритет, например, спирты). Не забывайте стереохимию или любую другую ориентацию двойной связи, такую ​​как (E / Z, цис или транс).

Примеры:

Конъюгированные против неконъюгированных против кумулятивных диенов

Конъюгированные диены представляют собой две двойные связи, разделенные одинарной связью

Несопряженные (изолированные) диены представляют собой две двойные связи, разделенные более чем одной одинарной связью.

Кумулятивные диены представляют собой две двойные связи, соединенные с одним и тем же атомом.

При использовании карт электростатического потенциала наблюдается, что перекрытие плотности пи-электронов ближе друг к другу и делокализовано в сопряженных диенах, в то время как в несопряженных диенах и куммулированных диенах плотность пи-электронов по всей молекуле расположена по-разному.Поскольку более делокализованная электронная плотность делает молекулу более стабильной, сопряженные диены более стабильны, чем несопряженные и куммулированные диены.

Стабильность конъюгированных диенов

Конъюгированные диены более стабильны, чем несопряженные диены (как изолированные, так и кумулятивные) из-за таких факторов, как делокализация заряда через резонанс и энергия гибридизации. Это также может объяснить, почему аллильные радикалы намного более стабильны, чем вторичные или даже третичные карбокатионы.Все это связано с расположением пи-орбиталей и возможностью перекрытия для усиления одинарной связи между двумя двойными связями.

Резонансная структура, показанная ниже, дает хорошее представление о том, как заряд делокализован по четырем атомам углерода в этом сопряженном диене. Эта делокализация зарядов стабилизирует сопряженный диен:

Наряду с резонансом, энергия гибридизации влияет на стабильность соединения. Например, в 1,3-бутадиене атомы углерода с одинарной связью гибридизуются sp2, в отличие от несопряженных диенов, где атомы углерода с одинарными связями гибридизуются sp3.Это различие в гибридизации показывает, что сопряженные диены имеют более характерный s-образный характер и втягивают больше пи-электронов, что делает одинарную связь более прочной и более короткой, чем обычная алкановая связь C-C (1,54 Å).

Еще один полезный ресурс, который следует учитывать, — это теплота гидрирования различных структур двойных связей. Поскольку чем выше теплота гидрирования, тем менее стабильно соединение, ниже показано, что сопряженные диены (~ 54 ккал) имеют более низкую теплоту гидрирования, чем их изолированные (~ 60 ккал) и кумулированные диеновые (~ 70 ккал) аналоги.

Вот энергетическая диаграмма, сравнивающая различные типы связей с их теплотой гидрирования, чтобы показать относительную стабильность каждой молекулы:

Различные формы конъюгированных диенов

Существует две различные конформации конъюгированных диенов, которые являются конформациями s- цис и конформациями s- транс . s- цис — это когда двойные связи являются цис по отношению к одинарной связи, а s -транс — когда две двойные связи являются транс по отношению к одинарной связи.Цис-конформация менее стабильна из-за стерического взаимодействия атомов водорода на углероде. Одним из важных применений цис-конформации сопряженного диена является то, что она используется в реакциях циклоприсоединения Дильса-Альдера. Несмотря на то, что транс-конформация более устойчива, цис-конформация используется из-за способности молекулы взаимопревращаться и вращаться вокруг одинарной связи.

Молекулярные орбитали

Четыре пи-электрона от двух двойных связей размещены на связывающих орбиталях без узлов (2 электрона) и одного узла (2 электрона).Орбиталь с самой высокой занятой молекулярной орбиталью (ВЗМО) используется в реакциях циклоприсоединения в качестве диенофилов.

Вот четкое представление о том, что происходит на Высшей занятой молекулярной орбитали сопряженного диена:

Список литературы

1. Воллхардт, Питер и Нил Э. Шор. Органическая химия: структура и функции . 5-е издание. Нью-Йорк: W. H. Freeman & Company, 2007.
.
2. Джонсон, Уильям. Приглашение к органической химии . Jones & Bartlett Publishers, 1998.
.
3. Соррелл, Томас Н. Органическая химия . University Science Books, 2006.
.

Проблемы

1) Изобразите следующее: 1,3-циклогептадиен

2) Назовите следующее:

3) Изобразите s-цис и s-транс конформации 1,3-пентадиена и укажите, что более стабильно и почему?

4) Что вы думаете более стабильно транс -1,3-пентадиен или 1,4-пентадиен? и почему?

5) Изобразите молекулярную орбиталь 1,3-бутадиена

ответы

1)

2) (Z) -4-Хлор-1,3-гексадиен

3) s-транс более стабилен, потому что существует меньшее стерическое взаимодействие между метилом и атомами водорода, в отличие от s-цис.

4) транс- 1,3-пентадиен, потому что это сопряженный диен, который более стабилен, чем изолированный диен, такой как 1,4-пентадиен. Это связано со многими причинами, такими как резонансная энергия и гибридизация.

5)

Ациклические углеводороды

олефины .

алкильных групп : *

Одновалентные группы, полученные из алканов путем удаления атома водорода от любого атома углерода: C _n H _{2 n + 1} -.Группы, полученные удалением атома водорода от концевого атома углерода неразветвленных алканов, образуют подкласс нормальных алкильных ( n -алкил) групп: H [CH ₂ ] _n -. NOC Правило A-1.2. Группы RCH ₂ -, R ₂ CH- (R не равно H) и R ₃ C- (R не равно H) представляют собой первичные, вторичные и третичные алкильные группы соответственно. См. Также циклоалкильные группы . Ср. гидрокарбильные группы .

алкильных радикалов : *

Углеродно-центрированные радикалы, формально образованные удалением одного атома водорода из алкана .Правило RNRI RC-81.1.1. Например. Канал ₃ Канал ₂ Канал ₂ ^. пропил.

алкилены :

1 . Старый термин, который не рекомендуется, для алкенов , особенно низкомолекулярных.

2 . Старый термин для алкандиильных групп, обычно, но не обязательно, имеющих свободные валентности на соседних атомах углерода. Например. -CH (CH ₃ ) CH ₂ — пропилен (систематически называемый пропан-1,2-диил).

алкилидены : *

Карбены R ₂ C : , образованные моно- или диалкильным замещением метилена, H ₂ C : Правило RNRI RC-81.1.3. Например. CH ₃ CH ₂ CH : пропилиден.

алкилиденовые группы : *

Двухвалентные группы образованы из алканов путем удаления двух атомов водорода от одного и того же атома углерода, свободные валентности которых являются частью двойной связи.GNOC Recom. R-2.5. Например. (CH ₃ ) ₂ C = пропан-2-илиден.

алкилидинов : *

Карбены RC, образованные алкильным замещением метина, HC RNRI Правило RC-81.1.3. Например. CH ₃ CH ₂ C пропилидин.

алкинов : *

Ациклические разветвленные или неразветвленные углеводороды , имеющие тройную углерод-углеродную связь и общую формулу C _n H _2n-2 , RCCR.Ациклические разветвленные или неразветвленные углеводороды, имеющие более одной тройной связи, известны как алкадиины, алкатриины и т. Д. Правило NOC A-3.2. См. Также ацетилены .

аллены :

Углеводороды (и, в более широком смысле, производные, образованные замещением), имеющие две двойные связи от одного атома углерода к двум другим: R ₂ C = C = CR ₂ . (Самый простой член, пропадиен, известен как аллен.) См. Также кумуленов , диенов .

аллильных групп :

Группа CH ₂ = CHCH ₂ — (аллил) и производные, образованные замещением. Термин «аллильное положение» или «аллильный сайт» относится к насыщенному атому углерода. Группа, такая как -ОН, присоединенная к аллильному сайту, иногда описывается как «аллильная».

аллильных интермедиатов :

Карбанионы , ионы карбения или радикалы , формально полученные отщеплением одного гидрона, гидрида или водорода от группы пропена CH ₃ или его производных.Например. H ₂ C = CHCH ₂ ⁺ аллильный катион.

кумулены : *

Углеводороды (и, в более широком смысле, производные, образованные замещением), имеющие три или более кумулятивных двойных связей. Например. R ₂ C = C = C = CR ₂ . (Кумулятивные двойные связи — это те, которые присутствуют в цепи, в которой по крайней мере три смежных атома соединены двойными связями.) Правило NOC A-21.1, сноска. См. Также алленов , гетерокумуленов .

диены :

Соединения, содержащие две фиксированные двойные связи (обычно предполагается, что они находятся между атомами углерода). См. алкенов , олефинов . Диены, в которых две единицы с двойной связью связаны одной простой связью, называются конъюгированными, например CH ₂ = CH-CH = CH ₂ бута-1,3-диен. Диены, в которых двойные связи являются смежными, называются кумулятивными, например CH ₃ CH = C = CH ₂ бута-1,2-диен. См. Также алленов , кумуленов .Те, в которых один или несколько ненасыщенных атомов углерода заменены гетероатомом, можно назвать гетеродиенами.

углеводороды :

Соединения, состоящие только из углерода и водорода.

олефины :

Ациклические и циклические углеводороды , имеющие одну или несколько двойных углерод-углеродных связей, помимо формальных в ароматических соединениях . Класс олефинов включает алкенов, и циклоалкены и соответствующие полиены.См. Также циклоалканы .

парафины :

Устаревший термин для насыщенных углеводородов , обычно, но не обязательно, ациклический. По-прежнему широко используется в нефтехимической промышленности, где этот термин обозначает ациклические насыщенные углеводороды и противопоставляется нафтенам .

виниловые группы :

Виниловая группа (CH ₂ = CH-) и производные, образованные замещением.Неформально группу, такую ​​как -ОН, присоединенную к (замещенной) винильной группе со свободной валентностью, иногда называют «виниловой».

---

Вернуться к

углеводородов

углеводородов

органических молекул:

Органическая химия — это изучение свойств соединений углерода. Все углеродные соединения, за исключением нескольких неорганических углеродных соединений, являются органическими. Неорганические углеродные соединения включают оксиды углерода, бикарбонаты и карбонаты ионов металлов, цианиды металлов и некоторые другие.

Углеводороды

Простейшие органические соединения состоят только из атомов углерода и водорода. Только соединения углерода и водорода называются Углеводородами .

Алканы

Простейший углеводород — метан, CH ₄ . Это простейший член ряда углеводородов. Каждый последующий член ряда имеет на один атом углерода больше, чем предыдущий.Этот ряд соединений называется алканами ( C _n H _{2n + 2} ) . Более легкие — это газы, которые используются в качестве топлива. Средние (от 7 до 12 атомов углерода) — это жидкости, используемые в бензине (бензине). Более высокие — это воскообразные твердые вещества. Свечной воск — это смесь алканов. Алканы насыщены, что означает, что они содержат максимальное количество атомов водорода на углерод и не содержат двойных или тройных связей.

Название органических соединений упоминается как органическая номенклатура .Существует множество правил наименования органических соединений, систематизированных Международным союзом чистой и прикладной химии

.

Правила ИЮПАК по номенклатуре алканов

1. Найдите и назовите самую длинную непрерывную углеродную цепь.
2. Определите и назовите группы, присоединенные к этой цепочке.
3. Пронумеруйте цепь последовательно, начиная с конца, ближайшего к группе заместителя.
4. Обозначьте расположение каждой группы заместителей соответствующим номером и названием.
5. Соберите название, перечислив группы в алфавитном порядке.
Приставки ди, три, тетра и т. Д., Используемые для обозначения нескольких однотипных групп, не учитываются при алфавитном порядке.

Количество атомов углерода	Префикс	Структура
1	Meth ane	Канал 4
2	Eth ane	Канал 3 Канал 3
3	Опора ane	Канал 3 Канал 2 Канал 3
4	Но анэ	Канал 3 (Канал 2 ) 2 Канал 3
5	Пент ane	Канал 3 (Канал 2 ) 3 Канал 3
6	шестигранник ane	Канал 3 (Канал 2 ) 4 Канал 3
7	Hept ane	Канал 3 (Канал 2 ) 5 Канал 3
8	окт анэ	Канал 3 (Канал 2 ) 6 Канал 3
9	Non ane	Канал 3 (Канал 2 ) 7 Канал 3
10	декабрь анэ	Канал 3 (Канал 2 ) 8 Канал 3
11	Undec ane	Канал 3 (Канал 2 ) 9 Канал 3
12	Dodec ane	Канал 3 (Канал 2 ) 10 Канал 3

Изомерия

Все алканы с 4 или более атомами углерода в них обнаруживают структурную изомерию .Это означает, что для каждой молекулярной формулы можно нарисовать две или несколько различных структурных формул.

Например, C ₄ H ₁₀ может быть любой из этих двух разных молекул:

Они называются соответственно бутаном и 2-метилпропаном .

Наименование структурных изомеров алканов

Номенклатура становится более сложной, если алканы разветвляются.В таком случае есть несколько правил, которым вы должны следовать, чтобы дать алкану правильное название.

1. Найдите самую длинную углеродную цепочку в молекуле. Количество атомов углерода в самой длинной цепочке становится родительским именем (см. Таблицу выше)
2. После нахождения родительской цепи вы нумеруете родительскую цепь, начиная с конца, ближайшего к первому заместителю (заместитель — это любой фрагмент, который выступает за основную цепь).
3. Затем определите названия всех заместителей . Заместители названы так, как если бы часть была отдельной молекулой, за исключением того, что используется суффикс ил, а не ане. Таким образом, двухуглеродный заместитель будет этильным заместителем (а не этановым заместителем).
4. Поместите заместители в алфавитном порядке (например, этил перед метилом). перед именем родителя.
5. Затем определите положения всех заместителей в названии, поместив перед ним номер атома углерода, в котором заместитель присоединяется к родительской цепи.Например, 2-метилгептан указывает на то, что метильный заместитель присоединен к атому углерода номер 2.

Применение правил

Теперь попробуйте применить эти правила, чтобы назвать следующую молекулу (это не так сложно, как может показаться).

Сделайте это шаг за шагом, как описано выше.

1) Найдите самую длинную углеродную цепь в молекуле. Во-первых, начните с поиска родительской цепи в молекуле, то есть максимально длинной цепи соединяющих углеродов.Обратите внимание, что родительская цепочка не обязательно является цепочкой, которая просто следует слева направо. Например, если вы посчитаете количество атомов углерода в этой молекуле слева направо, вы получите 7 атомов углерода. Однако это не родительская цепочка! Если вы начнете слева, а затем посчитаете, где разветвляется молекула, вы обнаружите, что на этом пути есть 8 атомов углерода. Это самая длинная цепь (не обманывайте себя профессорами, которые прячут атомы углерода в ответвлениях), и, следовательно, родительская цепь — это октановая цепь (см. Таблицу выше).

2) Пронумеруйте родительскую цепочку. Второй шаг — пронумеровать атомы углерода в родительской цепи, начиная с конца, ближайшего к первому заместителю. Важно пронумеровать молекулу с правильного конца (другими словами, в этом примере вы нумеруете алкан справа налево или слева направо). Следуя этому правилу, на этой молекуле вы нумеруете справа налево, так как 2-углеродный заместитель ближе к этому концу.

Правильная нумерация	Неверная нумерация

3.Назовите все заместители. Затем вы указываете названия заместителей. В этом случае единственным заместителем является 2-углеродная группа при 4-м атоме углерода. Это этильная группа.

4. Расположите заместители в алфавитном порядке. Следующий шаг — расположить заместители в алфавитном порядке (т.е. этил перед метилом), но, поскольку есть только один заместитель, в этом нет необходимости.

5. Найдите заместитель в родительской замене, присвоив ему номер .Таким образом, правильная номенклатура этого алкана — 4-этилоктан. Обратите внимание, что для отделения числа от заместителя используется тире.

Циклоалканы снова содержат только углерод-водородные связи и одинарные углерод-углеродные связи, но на этот раз атомы углерода объединены в кольцо. Самый мелкий циклоалкан — это циклопропан.

Если вы посчитаете атомы углерода и водорода, вы увидите, что они больше не соответствуют общей формуле C _n H _{2n + 2} .Соединив атомы углерода в кольцо, вы должны были потерять два атома водорода.

Вы вряд ли когда-нибудь будете нуждаться в нем, но общая формула циклоалкана: C _n H _2n .

Не думайте, что это все плоские молекулы. Все циклоалканы, начиная с циклопентана и выше, существуют в виде «сморщенных колец».

Циклогексан, например, имеет кольцевую структуру, которая выглядит следующим образом:

Эта форма циклогексана известна как «стул» — из-за своей формы, которая отдаленно напоминает стул.

Правила ИЮПАК по номенклатуре циклоалканов

1. Для монозамещенного циклоалкана кольцо дает корневое имя, а замещающая группа называется обычным образом. Номер места указывать не нужно.
2. Если алкильный заместитель является большим и / или сложным, кольцо может быть названо группой заместителя в алкане.
3. Если в кольце присутствуют два разных заместителя, они перечислены в алфавитном порядке, и первый указанный заместитель назначен углероду №1.Нумерация атомов углерода в кольце затем продолжается в направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки), которое дает второму заместителю более низкий возможный номер местоположения.
4. Если в кольце присутствует несколько заместителей, они перечислены в алфавитном порядке. Номера местоположений присваиваются заместителям, так что один из них находится на атоме углерода №1, а другие местоположения имеют наименьшие возможные номера, считая либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.
5.Имя собрано, перечисляя группы в алфавитном порядке и давая каждой группе (если их две или более) номер местоположения. Приставки ди, три, тетра и т. Д., Используемые для обозначения нескольких однотипных групп, не учитываются при алфавитном порядке.

Алкены

Другая серия соединений называется алкенами . Они имеют общую формулу: C _n H _2n .У алкенов меньше атомов водорода, чем у алканов. Оставшиеся дополнительные валентности образуют двойных связей между парой атомов углерода. Двойные связи более реакционноспособны, чем одинарные, что делает алкены химически более реактивными.

Правила ИЮПАК по номенклатуре алкенов и циклоалкенов

1. Суффикс ene (окончание) указывает на алкен или циклоалкен.
2. Самая длинная цепь, выбранная для корневого имени, должна включать обоих атомов углерода двойной связи .
3. Корневая цепь должна быть пронумерована от конца, ближайшего к атому углерода с двойной связью . Если двойная связь находится в центре цепи, правило ближайшего заместителя используется для определения конца, с которого начинается нумерация.
4. Меньшее из двух чисел, обозначающих атомы углерода двойной связи, используется в качестве локатора двойной связи. Если присутствует более одной двойной связи, соединение обозначается как диен, триен или эквивалентный префикс, указывающий количество двойных связей, и каждой двойной связи присваивается локаторный номер.
5. В циклоалкенах атомам углерода с двойной связью назначены положения кольца №1 и №2. Какой из двух является №1, может быть определено правилом ближайшего заместителя.
6. Группы заместителей, содержащие двойные связи:
H ₂ C = CH– Винильная группа
H ₂ C = CH – CH ₂ — Аллильная группа

Алкины

Третья серия — это алкины .Они имеют следующую формулу: C _n H _2n-2 .

Алкины имеют два атома углерода, соединенных тройной связью. Это очень реактивно, что делает эти соединения нестабильными.

Правила ИЮПАК по номенклатуре алкинов

1. Суффикс ин (окончание) указывает на алкин или циклоалкин.
2. Самая длинная цепь, выбранная для корневого имени, должна включать обоих атомов углерода тройной связи .
3. Корневая цепь должна быть пронумерована от конца, ближайшего к атому углерода с тройной связью . Если тройная связь находится в центре цепи, правило ближайшего заместителя используется для определения конца, с которого начинается нумерация.
4. Меньшее из двух чисел, обозначающих атомы углерода тройной связи, используется в качестве локатора тройной связи.
5. Если присутствует несколько множественных связей, каждой должен быть присвоен номер локатора. Двойные связи предшествуют тройным связям в названии ИЮПАК, но цепь нумеруется от конца, ближайшего к кратной связи, независимо от ее природы.
6. Поскольку тройная связь линейна, она может быть размещена только в кольцах с числом атомов углерода более десяти. В простых циклоалкинах атомам углерода с тройной связью назначены кольцевые положения №1 и №2. Какой из двух является №1, может быть определено правилом ближайшего заместителя.
7. Группы заместителей, содержащие тройные связи:
HC≡C– Этинильная группа
HC≡CH – CH ₂ — Пропаргильная группа

Проблем:

1. Изобразите структурную формулу 2-бром-4,4-дихлор-5,5-диметилгептана

2. Изобразите структурную формулу для 4-бром-1-этилциклопентена

3. Изобразите структурную формулу 7-метил-6-октен-1,3-диина

Diene — Organic Chemistry Video

Диен — это органическое соединение, а точнее углеводород, который содержит две двойные связи.То, как расположены эти двойные связи, придает диенам их особые свойства.

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше!

Что такое диен?

Когда мы слышим слово «диен», мы можем разбить его на 2 слова: «ди» и «энэ». Имея это в виду, мы знаем, что диен состоит из двух двойных связей.

«еновая» часть происходит от алкена, который состоит из пи-связи. В то время как часть «ди» указывает, что присутствуют конкретно 2 пи-связи.

Одним из распространенных примеров этого является 1,3-бутадиен или бута-1,3-диен. Это простейший из сопряженных диенов. Конъюгированные — это просто один из способов классификации диенов наряду с изолированными или неконъюгированными и кумулятивными.

Общая структура диена

Мы обсудим разницу между всеми тремя типами диенов ниже, однако обратите внимание, что на изображении 1,3-бутадиена выше есть 2 пи-связи, разделенные 1 сигма-связью.

Чтобы назвать этот диен, мы будем использовать положения атомов углерода, где начинаются двойные связи, которые в данном случае являются атомами углерода 1 и 3 (подробнее об именах позже).

Как и алкены, диен реакционноспособен из-за наличия 2 пи-связей, которые могут вступать в реакции. Мы рассмотрим некоторые способы получения диенов, а также конкретные реакции, в которых могут проходить конъюгированные диены.

Типы диенов:

Мы уже узнали о трех перечисленных выше категориях диенов, однако теперь мы немного углубимся в то, как мы можем их идентифицировать.

Вот краткое введение в конъюгированные, кумулятивные и изолированные (неконъюгированные) диены, которые выделены фиолетовым цветом.Посмотрите, сможете ли вы определить, какой из них наиболее стабильный, а какой наименее стабильный. Что вы думаете?

Три типа диенов

1. Конъюгированные диены

До сих пор мы слышали слово «спряжение», однако важно понимать, что именно оно означает. По сути, это прилагательное для описания концепции резонанса.

Следовательно, сопряженная молекула имеет 3 или более атомов, которые способны резонировать, что делает сопряженный диен наиболее стабильным. Перекрытие нескольких p-орбиталей из-за чередующейся природы одинарной и двойной связи обеспечивает такой повышенный уровень стабильности.

Структурно мы можем идентифицировать сопряженный диен по чередованию появления одинарной и двойной связи. Это означает, что сопряженный диен имеет 2 пи-связи, разделенных 1 сигма-связью.

Единица C = C − C = C очень уникальна тем, что она может вступать в реакции, такие как сопряженное гидрогалогенирование, а также быть ключевым диеном для реакции Дильса-Альдера (обсуждается ниже).

Конъюгированный диен

2 Изолированные диены

* Также называемые несопряженными диенами

Этот тип диенов действует как 2 регулярные двойные связи.Он не так стабилен, как конъюгированные диены, но более стабилен, чем кумулятивные диены.

В то время как конъюгированные диены содержат в основном sp2-гибридизированные атомы углерода, изолированные диены представляют собой 2 пи-связи, разделенные sp3-гибридизированным углеродом. Это означает, что в ряду нет 3 атомов, способных к резонансу.

Как намекает слово «изолированный», этот диен имеет 2 пи-связи, разделенные по крайней мере 2 сигма-связями, что можно увидеть на изображении ниже.

Изолированный диен

Функционально изолированные диены встречаются в органической химии.Одна из распространенных реакций, в которых они участвуют, — это продукт реакции, называемой восстановлением березы.

Циклический изолированный диен

Специфические особенности этой реакции не нужно запоминать, поскольку выделенный выше диен является просто продуктом. Однако ниже мы рассмотрим некоторые реакции сопряженных диенов, которые очень важно понять, поскольку диен является основным участвующим реагентом.

3. Кумулятивные диены

Последний тип диенов, который мы обсудим, называется кумулированными диенами.Мы можем вспомнить этот термин, представив, что эта молекула имеет последовательные двойные связи.

Кумулятивный диен

Функциональная группа, которую вы видите ниже, характеризуется наличием центрального sp-гибридизированного углерода, который соединен с 2 пи-связями, создавая sp2-гибридизированные атомы углерода. Если вы видите термин «аллен», это термин, которым обозначается только что описанная нами молекула.

Кумулятивная диеновая гибридизация

Аллены обычно встречаются при обсуждении атропоизомеров. Эти соединения известны своей неспособностью свободно вращаться, что делает их особым типом хиральных молекул, поскольку у них нет хиральных центров.

Когда дело доходит до алленов, у нас есть особые правила, которые мы можем применить, чтобы определить, являются они хиральными или нет. Приведенная ниже молекула является одним из примеров этого.

Структура аллена

Как видите, существуют разные типы диенов с разными характеристиками и важностью в органической химии. Последняя категория кумулированных диенов является наименее стабильной из трех и проявляет свойства, аналогичные свойствам алкинов, из-за sp-характера центрального атома.

Получение диенов:

Позже мы узнаем о двух очень важных реакциях, в которых могут проходить диены (их больше), а пока давайте сосредоточимся на том, как получить диен.

Поскольку мы пытаемся образовать соединение, которое имеет две двойные связи, мы сосредоточимся в первую очередь на реакциях элиминирования с образованием сопряженных диенов. Однако нам нужно выделить типы реакций, которые работают в аллильной позиции.

A. Начиная с двойной связи

Что такое аллильное положение? Аллильный относится к положению рядом с двойной связью, как показано на изображении ниже «группой R».

Позиция аллила

Почему это важно? Потому что мы можем использовать такие реакции, как бромирование аллила, чтобы дать нам галоген (Br) в этом положении, если мы начинаем с двойной связи, которую мы затем можем удалить с образованием сопряженного диена.

Продукт аллильного бромирования

После того, как мы сформируем указанное выше соединение, мы находимся всего в одном шаге от образования диена. Вы можете догадаться, каким будет следующий шаг?

Если вы сказали устранение E2, это правильно! Помните, что устранение E2 — это когда мы используем основание и иногда нагревание для образования двойной связи и избавления от уходящей группы. В этом случае, поскольку наша уходящая группа является галогеном, мы можем назвать это конкретно реакцией дегидрогалогенирования.

Другой способ образования диена состоит в том, что вместо Br в аллильном положении мы использовали спиртовую (ОН) группу.Мы все еще можем получать диены таким способом, однако механизм для этого немного отличается, потому что спирты не являются хорошими уходящими группами, как галогены.

Этот тип реакции называется дегидратацией и выглядит примерно так:

Здесь у нас нет аллилового спирта, однако реакция будет работать точно так же. Для 1˚ (первичных) спиртов мы будем следовать механизму E2 после образования воды (хорошей уходящей группы) на первом этапе.

Однако для 2˚ (вторичных) и 3˚ (третичных) спиртов мы будем следовать механизму E1 после протонирования с образованием воды.В обоих случаях наш продукт будет двойной связью.

* Вышеупомянутая молекула является особым случаем, потому что в ней нет B-водородов. Здесь нам пришлось бы пройти через механизм E1 и перегруппировку карбокатиона, чтобы сформировать наш продукт.

Вот, например, как будет выглядеть механизм. Имейте в виду, что мы в первую очередь будем следовать механизму E2 при образовании сопряженных диенов из спиртов, потому что они будут замещены (2˚ или 3˚).

Механизм обезвоживания

B.Начиная без двойной связи

Наконец, мы обсудили, что делать, если дано аллильное соединение с уходящей группой, но что, если бы нам просто дали это соединение (алкан):

Простой алкан

Обычно простые алканы не действуют. t претерпевают реакции. Однако посредством радикального галогенирования мы можем образовать функциональную единицу.

Алкилгалогенид

Это соединение теперь содержит уходящую группу, что означает, что оно может затем подвергнуться элиминированию с образованием нашего алкена.

Элиминирование алкилгалогенида

На этом этапе мы могли бы затем использовать аллильное бромирование, которое мы упомянули выше, или просто любой вид аллильного галогенирования с образованием аллильного галогенида и продолжить шаги, упомянутые выше.

Реакции диенов:

Теперь, когда мы изучили способы получения диенов, давайте обсудим некоторые реакции, которым могут подвергаться диены, в частности, конъюгированные. Это:

1. Конъюгированное гидрогалогенирование

Мы узнали о гидрогалогенировании алкенов раньше, однако теперь мы добавим новое измерение. На всякий случай, если вы забыли, реакция протекает с промежуточным карбокатионом и дает алкилгалогенид в качестве нашего продукта в позиции Марковникова.

Гидрогалогенирование

Теперь вместо алкена в качестве исходного материала у нас будет сопряженный диен.Как вы думаете, в чем заключаются основные отличия?

Конъюгированное гидрогалогенирование

Ну, просто знайте, что на первой стадии все еще образуется промежуточный карбокатион. Однако, как только это происходит, у нас есть промежуточное звено, которое может резонировать.

Конъюгированные промежуточные соединения гидрогалогенирования

Синяя стрелка выше показывает механизм 1 стрелки, который типичен для движения катионов, о котором мы узнали с помощью резонансных структур.

Движение катионов

Это создает новую резонансную структуру, в которой мы имеем менее стабильный карбокатион, но более стабильную двойную связь (показано синим цветом ниже).На данный момент у нас есть 2 возможных продукта, которые могут образоваться при атаке наших нуклеофилов (X-).

Nucleophilic Attack

Мы называем их 1,2-продукт (кинетический продукт) и 1,4-продукт (термодинамический продукт).

Конъюгированное гидрогалогенирование продуктов 1,2 происходит при более низких температурах и происходит из положений, где H (водород) и X (галоген) присоединяются к исходному сопряженному диену. Считается, что более низкая температура составляет 0 ° C или ниже.

Для продукта 1,4 (см. Выше справа) мы видим, что галоген теперь добавляется к углероду №4, в то время как водород красного цвета добавляется к та же позиция, что и раньше.Это происходит при более высоких температурах или выше 40 ° C и поэтому называется термодинамическим продуктом.

Сравнение термодинамики и кинетики

* Подсказка: более высокие числа (продукт 1,4) = более высокая температура (выше 40 ° C)

2. Дильс-Альдер

Следующая реакция, в которой могут пройти сопряженные диены, называется Дильс-Альдера. которая является реакцией циклоприсоединения. Об этом можно вспомнить по тому факту, что он производит циклический продукт и проходит через состояние циклического перехода, которое выглядит следующим образом:

Общий механизм Дильса-Альдера

Чтобы начать реакцию, нам сначала нужен сопряженный диен, а не любой один.В частности, требуются s-цис 1,3 диены. Что это обозначает? Итак, s-цис-диен — это диен, который существует в цис-положении относительно того, где пи-связи находятся по отношению к сигма-связи.

Конформация S-Cis

Как только это установлено, мы можем наконец начать нашу реакцию и говорить о другом требовании к этой реакции. Это диенофил. Мы уже слышали термин «фил», когда говорили о нуклеофилах и электрофилах.

А вот диен — это то, что ищут.Следовательно, диенофил просто описывает молекулу, которая «притягивается» или «имеет сродство» к диенам. Общие примеры:

• Алкены и алкины (см. Ниже)

Обычные диенофилы

Таким образом, диен и диенофил реагируют по механизму с тремя стрелками с образованием шестичленного кольца. Существуют некоторые вариации, в том числе возможность образования мостиковых продуктов, которая возникает, когда диен уже является частью кольца:

Мостиковый продукт Дильса-Альдера

Кроме того, вы иногда можете видеть EWG или группы отвода электронов на диенофиле, и EDG или электронодонорные группы на диене.Общие примеры этого приведены ниже, однако просто поймите, что это связано с характером реакции.

• EDG: неподеленные пары (в частности, на N или O), отрицательные заряды, группы R

Группы, передающие электроны

• EWG: положительные заряды, карбонилы, CX3, CN [галогены являются слабыми EWG]

Электрон Удаление групп

Поэтому просто представьте, что мы хотим, чтобы диен был богат электронами или «имел электроны», а диенофил был бедным электронами, чтобы обеспечить наилучшие выходы.

Популярная викторина: Какой из следующих диенов будет реагировать посредством реакции Дильса-Альдера, если таковая имеется?

Ольха Множественный выбор QuestionDiels-

(ответ ниже)

Специальные темы, связанные с диенами:

1. Присвоение имени

Чтобы назвать диен, мы будем использовать те же правила, которые мы изучили для именования алкенов и с номенклатурой IUPAC

• Это включает в себя поиск самой длинной цепи с обеими двойными связями с присвоением им наименьшего возможного приоритета (включая другие заместители).

Единственное отличие состоит в том, что вместо суффикса «-ene» мы бы теперь сказали «-diene», а после префикса «hex-» добавили букву «a». Например: 2,4-гексадиен

Кроме того, вам может потребоваться использовать термины «цис / транс и E / Z» для сопровождения вашего полного имени. Следовательно, полное название молекулы может быть (2E, 4E) -гекса-2,4-диен.

* Тест: вы можете нарисовать, как будет выглядеть эта молекула?

Итак, одна хитрость с именованием, которая может помочь вам различать различные типы диенов, о которых мы упоминали выше, — это их нумерация.

• Если мы видим диен, который имеет двойные связи в положениях 2 и 5, мы знаем, что это изолированный диен, потому что двойные связи разделены несколькими атомами углерода.
• Если мы видим диен, который имеет двойные связи в положениях 2 и 3, мы знаем, что это кумулятивный диен, потому что 2 двойные связи являются последовательными
• Если мы видим диен, который удваивает связи в положениях 2 и 4, мы знаем, что сопряженный диен, потому что двойные связи разделены только сигма-связью.

2.Ароматичность

Одно уникальное место, где мы видим диены, — это циклические сопряженные диены. Это потому, что он позволяет некоторым молекулам становиться ароматическими за один простой шаг: отдав водород.

Возможно, это не так уж и много, но хорошо знать, где можно увидеть диены. Например, если мы посмотрим на молекулу ниже, мы увидим диен.

Структура циклопентадиена

Что ж, атомы водорода, расположенные в верхнем углероде структуры, обладают уникальной кислотностью, потому что, если мы вступаем в реакцию с основанием, мы можем создать чрезвычайно стабильную молекулу.Эта молекула, которая, как известно, проявляет эти свойства, называется циклопентадиеном.

Циклопентадиенильный анион — это молекула, которая возникает в результате депротонирования, и ароматическая молекула, которую нужно будет найти позже в «Органической химии II».

Циклопентадиен Реакция

3. Стабильность

Когда мы говорили о конъюгации выше, мы объяснили, как она перекрывается с резонансом. Это потому, что при обсуждении конъюгации, как и в случае сопряженных диенов, мы обращаем внимание на стабильность.

Однако то, о чем мы раньше особо не упоминали, — это концепция перекрывающихся орбиталей.

Теперь я знаю, о чем вы думаете. Каждый раз, когда мы слышим слово «орбитальный», мы сразу сбиваемся с пути, поэтому давайте разберем его на простые термины, которые мы сможем понять.

Думайте о сопряжении как о пути или, скорее, шоссе для электронов. Сопряжение позволяет этим электронам преодолевать большее расстояние и «делокализоваться» между несколькими атомами, что в противном случае было бы невозможно.

Следовательно, делокализация заряда позволяет конъюгированным диенам быть стабильными и иметь меньше энергии, связанной с ними, чем обычно.

Pi Bond Orbital Overlap

Это показывает перекрытие p-орбиталей для 1 пи-связи. Однако, глядя на диены, мы видим эту концепцию в большем масштабе, поскольку присутствуют 2 соседние пи-связи.

Подумайте о дополнительных резонансных структурах, которые возникают из-за аллильных радиалов, катионов и анионов. Изображение ниже можно использовать в качестве руководства, чтобы показать, как сопряжение позволяет заряду распространяться по нескольким атомам, что способствует стабильности каждого из них.

Резонансные структуры

Эту концепцию можно довольно часто увидеть в органической химии.Например, когда мы говорим об аллильных радикалах, мы знаем, что они демонстрируют повышенную стабильность по сравнению с первичными, вторичными и третичными радикалами.

Аллильные и бензильные радикалы

Прежде чем мы продолжим, вот еще одно изображение, показывающее перекрытие нескольких p-орбиталей в пи-связи. Помните, что пи-связи составляют двойные связи, которые мы видим в сопряженных диенах.

P Орбитальная модель

Часто задаваемые вопросы:

Как на длину волны влияют сопряженные молекулы?

• Чем выше степень сопряжения, тем выше длина волны УФ-излучения.Другими словами, молекула имеет более низкую энергию.

Что такое полиен?

• Полиен — это общий термин для описания молекулы с множественными двойными связями или молекулы, которая является полиненасыщенной. Диен является подмножеством этого, но, среди прочего, возможны триены.

Можем ли мы также провести галогенирование конъюгированных диенов?

• Да, мы можем добавить прямо (1,2) или косвенно через добавление конъюгата 1,4, как мы видели для конъюгированного гидрогалогенирования.Как и раньше, мы можем отдать предпочтение 1,4-продукту, проводя реакцию при высокой температуре (40 ° C <).

Конъюгированное галогенирование

Выше показана реакция конъюгированного галогенирования, а ниже показаны два различных механизма. Синий — это 1,4-добавка, которая требует перегруппировки карбокатиона, а зеленый — простое галогенирование алкена.

Механизм конъюгированного галогенирования

Что следует помнить:

1. Конъюгированные диены состоят из пи-связи, сигма-связи и пи-связи.Поэтому ищите структуры, подобные 1,3-бутадиену.

2. Кумулированные диены имеют последовательные пи-связи с sp-гибридизированным углеродом, разделяющим их, и поэтому выглядят как прямая линия из-за своей линейной геометрии.

3. Изолированные диены — это просто два изолированных алкена в молекуле, которые более распространены. чем то, что мы видим для сопряженных диенов. Между этими пи-связями имеется несколько сигма-связей.

Ответы на вышеперечисленные вопросы:

1. Diels-Alder

— На первый взгляд вы могли подумать, что ни один из этих диенов не будет участвовать.Однако в варианте ответа C. у нас есть сигма-связь, которая может вращаться, чтобы стать s-цис-диеном.

Вращение S-цис

— Во всех других вариантах ответа есть либо изолированные диены, либо s-транс-диены, которые нельзя повернуть в s-цис, потому что они находятся в кольце.

2. Именование

Номенклатура диенов

Поп-викторина:

Существует 3 типа диенов: Сможете ли вы назвать их все? Какой самый стабильный?

Типы диенов

(Для ответа прокрутите вниз)

I.Кумулятивный диен

II. Изолированный диен

III. Сопряженный диен — наиболее стабильный

Алкены и алкины | Безграничная химия

Обозначение алкенов и алкинов

Алкены и алкины названы так же, как алканы, в зависимости от самой длинной цепи, содержащей двойную или тройную связь.

Цели обучения

Перевести между структурой и названием алкенового или алкинового соединения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Алкены и алкины названы по самой длинной цепи, содержащей двойную или тройную связь.
• Цепь пронумерована, чтобы минимизировать номера, присвоенные двойной или тройной связи.
• Суффикс соединения — «-ен» для алкена или «-ин» для алкина.

Ключевые термины

• Алкены : ненасыщенный углеводород, содержащий по крайней мере одну двойную связь углерод-углерод.
• алкин : ненасыщенный углеводород, содержащий по меньшей мере одну тройную связь углерод-углерод между двумя атомами углерода.
• стереоизомер : Один из набора изомеров соединения, проявляющего стереоизомерию.

Алкены — это углеводороды, содержащие одну или несколько двойных связей, а алкины — одну или несколько тройных связей. Условные обозначения для этих соединений аналогичны таковым для алканов.

Определение и нумерация самой длинной цепочки

Алкены и алкиновые соединения названы по самой длинной углеродной цепи, которая содержит оба атома углерода двойной или тройной связи. Эта самая длинная цепь названа в соответствии с соглашением об алкановых рядах: «eth-» для двух атомов углерода; «Prop-» для трех атомов углерода; «Но-» для четырех атомов углерода; и т.п.Углеродный каркас нумеруется с конца, который дает самое низкое положение для двойной или тройной связи.

Добавление заместителей

Заместители добавляются к имени как префиксы к самой длинной цепочке. Вращение ограничено двойной связью, поэтому для дифференциации стереоизомеров можно добавлять префиксы. Cis или trans используется, чтобы указать, расположены ли заместители с более высоким приоритетом на одной или противоположных сторонах связи. Если соединение циклическое, эта информация отмечается добавлением префикса «цикло-».

Изменение суффикса

Затем положение двойной или тройной связи указывается с использованием положения углерода в связи с нижним номером основной цепи, а суффикс соединения изменяется на «-ен» для алкена и «-ин» для алкин. Для циклоалкенов атомы углерода в двойной связи пронумерованы как позиции 1 и 2.

Обозначение гексена с разными заместителями : Примеры замещенных гекс-1-енов. Помните, что 1 также может стоять перед словом гексен.Например, средняя молекула может быть названа 4-метил-1-гексеном.

Для множественных двойных или тройных связей, «ди-», «три-» или «тетра-» могут быть добавлены перед «-еном» или «-ин». В этих случаях к концу названия алкильной цепи добавляется дополнительный «а», как в случае с бутадиеном. Для соединений, содержащих как двойные, так и тройные связи, суффикс «-ene» предшествует «-yne», и соединение пронумеровано, чтобы минимизировать положение связей.

Присвоение имен алкенам : В этом видео показано, как давать названия молекулам алкенов, используя соглашения IUPAC.

Свойства Алкенов

Из-за наличия двойной связи в углеродном скелете алкены более реакционноспособны, чем родственные им алканы.

Цели обучения

Признать свойства алкенов относительно алканов

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Алкены обычно более реакционноспособны, чем родственные им алканы из-за относительной нестабильности пи-связи.
• Точки плавления и кипения алкенов определяются регулярностью, с которой они могут упаковываться, и площадью поверхности взаимодействия.
• Вращение ограничено вокруг двойной связи в алкенах, что приводит к образованию диастереоизомеров с различными схемами замещения вокруг двойной связи.

Ключевые термины

• диастереоизомер : стереоизомер, имеющий несколько хиральных центров; одно обычно не может быть наложено на зеркальное отображение другого.

Алкеновые структуры

Этилен : Модель этилена, простейшего алкена, заполняющая пространство, демонстрирующая его плоскую структуру.

Алкены содержат двойную связь, состоящую из одной сигма-связи и одной пи-связи между двумя атомами углерода. Сигма-связь имеет свойства, аналогичные свойствам алканов, в то время как пи-связь более реактивна. Атомы углерода в двойной связи sp ² гибридизованы, образуя плоскую структуру. Вращение вокруг двойной связи нежелательно, поэтому алкены образуют довольно стабильные изомеры в зависимости от расположения заместителей на одной ( цис, ) или противоположных ( транс ) сторонах двойной связи.Эти изомеры называются диастереоизомерами.

Физические свойства алкенов

Термический крекинг : Завод по производству крекинга в Шухове, созданный великим русским инженером и ученым Владимиром Шуховым (1853-1939) в 1934 году. В нефтегазовой геологии и химии термический крекинг — это процесс, при котором сложные органические молекулы, такие как керогены или тяжелые углеводороды распадаются на более простые молекулы, такие как легкие углеводороды, путем разрыва углерод-углеродных связей в предшественниках.

Точки плавления и кипения алкенов определяются регулярностью упаковки или плотностью этих молекул. Изомеры алкенов, которые могут достигать более регулярной упаковки, имеют более высокие температуры плавления и кипения, чем молекулы с той же молекулярной формулой, но более слабые дисперсионные силы. Алкены неполярны, они не смешиваются с водой и менее плотны, чем вода. Обычно они растворимы в органических растворителях. Кроме того, они не проводят электричество.

Реакционная способность алкенов

Алкены более реакционноспособны, чем родственные им алканы из-за относительной нестабильности двойной связи.Они с большей вероятностью будут участвовать в различных реакциях, включая реакции горения, присоединения, гидрирования и галогенирования. Алкены также могут реагировать, обычно в присутствии катализатора, с образованием полимеров.

Приложения

Большие количества этилена производятся из природного газа путем термического крекинга. Это важное сырье для синтеза ряда пластмасс.

Реакции алкенов и алкинов

Алкены и алкины более реакционноспособны, чем алканы, из-за их пи-связей.

Цели обучения

Приведите примеры различных реакций алкенов и алкинов.

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Реакции присоединения с участием алкенов и алкинов включают гидрирование, галогенирование и гидрогалогенирование.
• Алкены и алкины — полезные реагенты в синтезе полимеров — важном промышленном применении.
• В реакциях гидрирования обычно используется металлический катализатор, состоящий из платины, никеля, палладия или родия.

Ключевые термины

• Правило Марковникова : гласит, что при добавлении протонной кислоты HX к алкену кислотный водород (H) присоединяется к атому углерода с меньшим количеством алкильных заместителей, а галогенидная группа (X) присоединяется к атому углерода. с большим количеством алкильных заместителей.
• полимер : длинная или более крупная молекула, состоящая из цепи или сети из многих повторяющихся звеньев; образованный путем химического связывания множества одинаковых или похожих небольших молекул, называемых мономерами.

Реакции алкенов и алкинов

Алкены и алкины обычно более реакционноспособны, чем алканы, из-за электронной плотности, доступной в их пи-связях. В частности, эти молекулы могут участвовать во множестве реакций присоединения и могут использоваться при образовании полимера.

Реакции сложения

Ненасыщенные углеводороды могут участвовать в ряде различных реакций присоединения по своим двойным или тройным связям.

Реакции присоединения : Алкены участвуют в различных реакциях присоединения.

Эти реакции присоединения включают каталитическое гидрирование (добавление H ₂ ), галогенирование (реакция с X ₂ , где X представляет собой галоген) и гидрогалогенирование (реакция с H-X, где X представляет собой галоген) и другие.

Циклоприсоединение

Алкены претерпевают разнообразные реакции циклоприсоединения. Наиболее примечательна реакция Дильса-Альдера с 1,3-диенами с образованием циклогексенов.

Реакция Дильса-Альдера : Здесь реакция 1,3-бутадиена (диена) взаимодействует с этиленом (диенофилом) с образованием циклогексена.

Эта общая реакция получила широкое развитие, и электрофильные алкены и алкины являются особенно эффективными диенофилами. Процессы циклоприсоединения с участием алкинов часто катализируются металлами.

Окисление

Окисление алкинов сильными окислителями, такими как перманганат калия или озон, дает пару карбоновых кислот. Общая реакция может быть представлена ​​как:

[латекс] \ text {RC} \ Equiv \ text {CR} ‘\ xrightarrow {\ text {KMnO} _4} \ text {RCO} _2 \ text {H} + \ text {R}’ \ text {CO} _2 \ text {H} [/ latex]

Напротив, алкены могут окисляться при низких температурах с образованием гликолей.При более высоких температурах гликоль будет далее окисляться с образованием кетона и карбоновой кислоты:

[латекс] (\ text {H} _3 \ text {C}) _ 2 \ text {C} = \ text {CHCH} _3 \ xrightarrow [\ text {heat}] {\ text {KMnO} _4} \ text { H} _3 \ text {CCOCH} _3 + \ text {H} _3 \ text {CCO} _2 \ text {H} [/ latex]

Здесь происходит окисление 3-метил-2-бутена с образованием ацетона и уксусной кислоты.

Гидрирование

В присутствии катализатора — обычно платины, палладия, никеля или родия — водород может быть добавлен через тройную или двойную связь, чтобы превратить алкин в алкен или алкен в алкан.На практике сложно выделить алкеновый продукт этой реакции, хотя для этого можно использовать отравленный катализатор — катализатор с меньшим количеством доступных реакционных центров. Поскольку водород иммобилизован на поверхности катализатора, тройные или двойные связи гидрируются по типу syn ; то есть атомы водорода присоединяются к одной и той же стороне молекулы.

Галогенирование

Алкены и алкины также можно галогенировать с добавлением галогена по двойной или тройной связи аналогично гидрированию.Галогенирование алкена приводит к образованию дигалогенированного алкана, тогда как галогенирование алкина может давать тетрагалогенированный алкан.

Гидрогалогенирование

Алкены и алкины могут реагировать с галогенидами водорода, такими как HCl и HBr. Гидрогалогенирование дает соответствующие винилгалогениды или алкилдигалогениды, в зависимости от количества добавленных эквивалентов HX. Добавление воды к алкинам является родственной реакцией, за исключением того, что промежуточный енол превращается в кетон или альдегид.Если алкен является асимметричным, реакция будет следовать правилу Марковникова — галогенид будет добавлен к углероду с большим количеством алкильных заместителей.

Правило Марковникова : Это правило диктует, что добавление галогенида водорода (HX, в случае HBr) к алкену приведет к продукту, в котором водород присоединен к углероду с меньшим количеством алкильных заместителей, в то время как галогенидная группа присоединен к атому углерода с большим количеством алкильных заместителей.

Гидратация

Вода может быть добавлена ​​по тройным связям в алкинах с образованием альдегидов и кетонов для концевых и внутренних алкинов соответственно.При гидратации алкенов оксимеркурацией образуются спирты. Эта реакция происходит при обработке алкенов сильной кислотой в качестве катализатора.

Галерея молекул

— Алкенес Галерея молекул

— Алкенес

Алкенес

Алкены — это углеводороды, содержащие углерод-углерод. двойные связи. Их общая формула: C _n H _2n для молекулы с одной двойной связью (и без колец).Алкены также известны как олефины , после первоначального названия этена, олефиновый газ .

Алкены принимают участие в большом количестве химических реакций, и входят в состав многих ярко окрашенных систем (примеры см. ниже).

Алкены с прямой и разветвленной цепью названы по основанию. это указывает количество атомов углерода, к которому добавлен суффикс -ene . Номер локатора помещается непосредственно перед префиксом, чтобы указать, какой углеродное число, с которого начинается двойная связь.Таким образом, слово «1-бутен» указывает на цепь из четырех атомов углерода с двойной связью между атомами углерода 1 и 2; слово «2-бутен» означает цепь из четырех атомов углерода с двойной связью между атомами углерода. 2 и 3.

Углерод с двойной связью sp ² -гибридизирован и имеет тригональных плоских формы с связанные атомы под углами 120 друг другу. Свободное вращение не возможно вокруг углерод-углерод двойные связи в алкенах, что делает углеродные цепи менее гибкими и «гибкие», чем у алканов с таким же количеством атомов углерода. Это отсутствие свободного вращения также приводит к геометрической изомерии в алкены (см. ниже 2-бутен).

Алкены неполярные , так как они не содержат ничего, кроме углерод-углеродные и углерод-водородные связи, не растворяются в воде; они есть также обычно менее плотный, чем вода.

Многие алкены выделены из нефти и могут служат отправной точкой для синтеза более сложных молекул.

Этен (этилен)	3D
	Скачать 3D
Этен более известен под тривиальным названием этилен . Это простейший из алкенов, состоящий из двух атомов углерода. связаны двойной связью.Это оставляет каждый углерод свободным для связи с два атома водорода. Поскольку оба атома углерода тригонально плоские в формы, все шесть атомов лежат в одной плоскости, а этилен представляет собой плоский молекула. Бесцветный газ (т.кип. -103,9C), имеющий сладкий запах и вкус. Синтезируется при крекинге. углеводородов при высоких температурах, а также могут быть получены из обезвоживание этанола. Используется при изготовлении пластика. полиэтилен (см. раздел «Дополнительные полимеры»).Выпуск этилен стимулирует начало процесса созревания у многих растений; некоторые фрукты и овощи собирают незрелыми, когда они менее хрупкие, и созревают, когда достигают места назначения под воздействием газообразного этилена.
Пропен (пропилен)	3D
	Скачать 3D
Пропен , более известный как пропилен , представляет собой бесцветный газ (т.н. -47.7C), образующийся при крекинге углеводороды. Он используется при изготовлении полимерный полипропилен.
1-бутен	3D
	Скачать 3D
1-бутен состоит из цепочки из четырех атомов углерода, имеющих двойную связь между атомами углерода 1 и 2.Поскольку у углерода 1 есть два одинаковых заместитель (в данном случае H), 1-бутен не имеет геометрических изомерия, в отличие от своего структурного изомера, 2-бутена (см. ниже).
2-бутен	3D
2-бутен представляет собой структурный изомер 1-бутена, имеющий двойную связь расположен между атомами углерода 2 и 3.Потому что свободное вращение не возможно вокруг двойных связей углерод-углерод, есть два изомера 2-бутен: тот, в котором две метильные группы на конце указывают с той же стороны молекулы, известной как цис -2-бутен :
	Скачать 3D
и тот, в котором две метильные группы указывают на противоположные стороны молекула, известная как транс -2-бутен :
	Скачать 3D
Молекулы, демонстрирующие такую ​​изомерию, известны как геометрические изомеры (или цис-транс-изомеров ).Несмотря на близкое сходство между этими двумя структурами, они совершенно разные соединения: изомер цис кипит при 3,7 ° C и плавится при -139C, в то время как транс изомер кипит при 0,88 ° С и плавится при -105,8 ° С.
Хлорэтен (Винил хлорид)	3D
	Скачать 3D
Хлорэтен или винилхлорид — канцерогенный газ, производимый из этилена. Используется при изготовлении пластик поливинилхлорид (ПВХ). Группа —CH = CH 2 встречается во многих органических молекулах и широко известен как винил . группа (или более формально как этенильная группа ).
Тетрахлорэтилен (перхлорэтилен, «Перк»)	3D
	Скачать 3D
Тетрахлорэтилен , более известный как перхлорэтилен («Perc»), и более официально как тетрахлорэтен — негорючий органический растворитель, широко используемый в сухая чистка; он также используется как промышленный растворитель, обезжириватель и средство для удаления краски.
2-метил-1-пропен; Изобутилен	3D
	Скачать 3D
Изобутилен сополимеризуется с изопреном с образованием бутилкаучука (см. Статью о полиизопрене).
Muscalure	3D
	Скачать 3D
Muscalure , или цис-9-трикосен, представляет собой половой феромон самки обыкновенной комнатной мухи ( Musca domestica ).
1,3-бутадиен	3D
	Скачать 3D
Молекулы с двумя двойными углерод-углеродными связями: назван с суффиксом -diene ; следовательно, четырехуглеродная цепь с двойным Связи, начинающиеся с углеродных номеров 1 и 3, обозначают как 1,3-бутадиен . Молекулы с соседними двойными связями углерод-углерод обозначаемые как конъюгированные алкены ; молекулы с большим количеством сопряженные двойные связи ответственны за многие цвета, которые мы видим в окружающем нас мире (см. примеры в разделе о терпенах).
1,2-пропадиен	3D
	Скачать 3D
1,2-пропадиен является примером аллена , в котором есть две двойные связи с одним и тем же атомом углерода.(В Фактически, общее название 1,2-пропадиена — аллен .) Интересной особенностью формы этих молекул является то, что интерьер углерод с двойной двойной связью — sp -гибридизованный, и два пи-системы двойных связей перпендикулярны друг другу; следовательно заместители на внешних атомах углерода с двойной связью находятся справа углы друг к другу.
Циклопропен	3D
	Скачать 3D
Циклопропен представляет собой пример циклоалкена , циклического структура, содержащая двойную связь углерод-углерод.В циклоалкенах меньше, чем циклогексен, двойная связь может существовать только в цис -конфигурации, так как деформация кольца будет слишком велика, чтобы вместить транс двойная связь. Сам по себе циклопропен представляет собой очень напряженную молекулу, поскольку валентные углы равны 60, что очень далека от идеала sp 2 -гибридизированная геометрия 120.
Циклобутен	3D
	Скачать 3D
Циклобутен — еще одна очень напряженная молекула, с валентными углами примерно 90, что снова очень далеко от идеала 120 геометрия алкенов.
Циклопентен	3D
	Скачать 3D
Циклопентен не так сильно деформирован, как циклобутен, так как валентные углы 108 немного ближе к идеальной 120 геометрии алкенов.
Циклогексен	3D
	Скачать 3D
Кольца циклогексена значительно менее деформированы, чем кольца меньшего размера. циклоалкены и обычно встречаются в природе.
Циклооктен	3D
цис -циклооктен	Скачать 3D
Cyclooctene имеет достаточно большое кольцо, чтобы оно могло существовать как в Стереоизомеры цис и транс . транс -циклооктен представляет собой хиральное соединение и может быть найдено в двух энантиомерных формах:
транс -циклооктен	Скачать 3D
Циклобутадиен	3D
	Скачать 3D
Кольца из четырех или более атомов углерода могут вместить два двойных облигации; 1,3-циклобутадиен является одним из примеров этого явления. Поскольку кольцо слишком маленькое, чтобы вместить две двойные связи к одному и тому же атома углерода номера позиций 1 и 3 часто опускаются из имя, поскольку другой набор номеров позиций для звенеть.
Циклопентадиен	3D
	Скачать 3D
1,3-Циклопентадиен представляет собой кольцо из пяти атомов углерода содержащий две двойные связи.Как и в случае циклобутадиена, положение числа можно опустить из имени, так как никакое другое расположение возможны двойные связи. Когда предоставлено самому себе, циклопентадиен подвергается реакции Дильса-Альдера с самим собой, образуя димер под названием дициклопентадиен ; это форма, в которой циклопентадиен обычно продается.
При нагревании дициклопентадиена происходит перегонка аппарата, можно «расколоть» димер обратно в циклопентадиеновый мономер, который отгоняется и может быть собран в охлаждаемая приемная колба.Циклопентадиен — обычный реагент в органические лаборатории для использования в качестве реагента в различных реакциях Дильса-Альдера.
Циклооктатетраен	3D
	Скачать 3D
1,3,5,7-Циклооктатетраен был впервые синтезирован Ричард Уиллсттер в 1905 году.В отличие от бензол, это не ароматическое соединение, несмотря на наличие чередующейся серии двойных и одинарные облигации. (См. Раздел о Аннулены на страницу ароматических колец.)

терпенов представляют собой разнообразную группу натуральных продуктов, которые можно рассматривать как состоящие из звеньев изопрена (хотя их биосинтез не фактически вовлекают молекулу изопрена).Монотерпены содержат 10 атомов углерода, сесквитерпенов имеют 15, дитерпены имеют 20, тритерпены содержат 30, тетратерпены содержат 40 и так далее. Ряд связанных молекулы также содержат кислород и классифицируются как терпеноидов .

Терпены и терпеноиды содержатся во многих растениях, и часто имеют отличительный вкус и аромат. Часто они входят в состав эфирные масла , названные так потому, что они имеют характерную «эссенцию» или аромат.Многие из этих молекул входят в состав обычных продуктов питания и духов. Их часто можно получить из природных источников путем перегонки с водяным паром или другими способами. довольно простые методы очистки. Многие из этих соединений имеют важные фармацевтические и промышленные применения, а также могут использоваться в качестве отправная точка для синтеза других важных соединений.

Изопрен (2-метил-1,3-бутадиен)	3D
	Скачать 3D
Изопрен (более формально 2-метил-1,3-бутадиен ) может быть считается строительным блоком семейства терпенов, хотя изопрен сам по себе фактически не участвует в биосинтезе этих молекул. Вместо этого естественным предшественником является изопентенилпирофосфат ( 3-метил-3-бутенил пирофосфат ). Объединение двух изопентенилпирофосфатных единиц ферментативно с образованием геранилпирофосфата , который является предшественником для монотерпенов; реакция с третьим изопентенилпирофосфатом молекула производит фарнезилпирофосфат , предшественник сесквитерпены.
Изопентенил пирофосфат
Геранилпирофосфат
Фарнезилпирофосфат

Мирцен	3D
	Скачать 3D
Мирцен находится в лавровый лист и лавровое масло.
Гераниол	3D
	Скачать 3D
Гераниол содержится в розах (с 2-фенилэтанолом), масло цитронеллы, масло померозы, герани и других цветов.
Цитраль (гераниал)	3D
	Скачать 3D
Цитраль , или гераниальный , содержится в масле лимона; он также выделяется некоторыми насекомыми для отпугивания хищники.Он используется в коммерческих целях в духах с запахом лимона и в синтез витамина А. Показанная здесь структура представляет собой цитраль-а; там также является изомером цитраль-b, в котором альдегидная и метильная группа на нижняя двойная связь находится в соотношении транс .
а-Пинен	3D
	Скачать 3D
а-Пинен является основным компонентом скипидарное масло, которое получают паровой дистилляцией смолы из нескольких пород сосны.
б-пинен	3D
	Скачать 3D
b-Pinene находится в скипидарное масло, но в гораздо меньших количествах, чем а-пинен.
альфа-терпинеол	3D
	Скачать 3D
a-терпинеол находится в сосновое масло и можжевельник; он используется как парфюм и бактерицид во многих бытовые чистящие средства.
( R ) — (+) — Лимонен	3D
	Скачать 3D
Лимонен выделен из масла лимона или апельсина; он содержится в цедре плодов.
( R ) — (-) — Carvone	3D
	Скачать 3D
(R) -Carvone содержится в масле мяты курчавой.
( S ) — (+) — Carvone	3D
	Скачать 3D
( S ) -Carvone содержится в масле семян тмина и масле семян укропа; эта молекула — энантиомер R -карвон, указанный выше.Разница в ориентации вокруг хиральные атомы углерода придают этим молекулам немного разные в целом формы, в результате чего запахи при взаимодействии с обонятельные рецепторы в носовых ходах.
Тужен	3D
	Скачать 3D
Thujene находится в масло туи, шалфея, пижмы и полыни.
Туйон	3D
	Скачать 3D
Thujone находится в масло туи, шалфея, пижмы и полыни.
а-фелландрен	3D
	Скачать 3D
(-) стереоизомер α-фелландрена находится в масла эвкалипта; (+) стереоизомер содержится в горьком масле фенхеля, масло имбиря-травы и масло корицы.
б-фелландрен	3D
	Скачать 3D
(+) и (-) стереоизомеры b-фелландрена обнаружены в различных эфирных маслах, включая водное масло фенхеля, масло лимона и некоторые масла эвкалипта.
Ментол	3D
	Скачать 3D
Ментол содержится в мяте перечной и других мятных маслах. Обладает приятным охлаждающим вкусом, так как вызывает на «холодные» рецепторы. язык активируется при более высоких температурах, чем обычно (например, тело температура). Он используется в каплях от кашля, лосьоне для бритья и ментол. табак.
Ментон	3D
	Скачать 3D
Ментон — это окисленная форма ментола, имеющая подобный вкус и физиологический эффект.
Цинеол (эвкалиптол)	3D
	Скачать 3D
Цинеол, или эвкалиптол, содержится в эвкалиптовом масле. Активный компонент лечебного эвкалипта. масла.
Камфен	3D
	Скачать 3D
Camphene находится в скипидарное масло, розмарин, кипарисовое масло и масло цитронеллы.
Камфора	3D
	Скачать 3D
Камфора получается из древесины камфоры. дерево (встречается в Китае и Японии).это используется в медицине как противораздражающее средство (вещество, которое производит поверхностное воспаление, чтобы уменьшить более глубокое воспаление) и средство против зуда. Он вызывает ощущение охлаждения, поскольку стимулирует рецепторы холода (см. ментол). Его сильный запах вызывает глубокое дыхание, но в больших дозах может привести к дыхательный коллапс.

Витамин А (ретинол)	3D
	Скачать 3D
Витамин A (также известный как ретинол ) — жирорастворимый витамин, который образуется при распаде каротинов (особенно бета-каротина). Он содержится в печени, яичных желтках, масле и молоке. Это предшественник в сетчатку (см. ниже), основной краситель, участвующий в зрении позвоночных. Он также участвует в росте клеток и поддержании здоровой кожной ткани, кости и зубы.

сквален

Скачать 3D

Сквален содержится в масле печени акулы, а также является основным компонентом липидов в поверхность кожи человека.Хотя, судя по тому, как структура изображена выше, сквален является предшественником биосинтеза холестерин. Через сложную серию ферментативно контролируемых реакции, сквален превращается в промежуточное соединение, называемое ланостерином, который подвергается ряду последующих реакций, превращаясь в холестерин.

Помимо эфирных масел, терпены и терпеноиды также содержатся в красители природного происхождения.Молекулы, содержащие большое количество двойные связи углерод-углерод, смежные друг с другом (конъюгированные , система двойной связи) поглощают свет на более низких частотах, чем молекулы с никаких двойных связей или только несколько двойных связей; некоторые из этих соединений поглощают свет в видимую область электромагнитного спектра и производят цвета, которые мы можем увидеть. (Сравните структуры молекул ниже с в разделе «Химия зрения».)

Ликопин

Скачать 3D

Ликопин — красный пигмент, содержащийся в помидорах, арбузе, гуаве, папайе, розовом. грейпфрут, абрикосы и шиповник. Незрелые помидоры зеленые в цвет из-за их хлорофилла, но по мере созревания хлорофилл разрушается, обнажая красный цвет ликопина.Ликопин — хороший антиоксидант и легче всасывается из вареных помидоров и томатной пасты, особенно если продукты содержат жир. Эта молекула и те, что ниже, являются структурно аналогичен каротину, и относятся к как каротиноиды .

Зеаксантин

Скачать 3D

Зеаксантин — желтый пигмент, содержащийся в кукурузе, яичном желтке, апельсиновом соке, манго; также способствует желтоватому цвету животных жиров.Он также встречается в область макулы сетчатки ( желтое пятно, , «желтое пятно»), где отфильтровывает синий и ультрафиолетовый свет, действуя как внутренние солнцезащитные очки; дегенерация желтого пятна — наиболее частая причина слепоты у пожилых людей. Каротиноиды, содержащие гидроксильные группы, иногда обозначают как . ксантофиллы .

Астаксантин

Скачать 3D

Астаксантин — розовый пигмент, содержащийся в лососе, форели, красном морском леще и панцирях омары и креветки.В живых моллюсках астаксантин образует комплекс с белок, придающий ему черноватый цвет; когда моллюски варятся, белок расщепляется, обнажая розовый астаксантин.

Кантаксантин

Скачать 3D

Кантаксантин — розовый пигмент, который содержится в перьях американских фламинго.Получается из креветок в их рационе; фламинго в неволе превращаются в простые белые птицы, если их не кормят достаточным количеством креветок.

«Теперь я ясно вижу. . . »

Витамин А (ретинол)

См. Запись выше.

бета-каротин

Скачать 3D

b- и a-каротин тетратерпены. b-каротин поглощает синий и индиго свет, придавая ему оранжевый цвет; Это содержится в моркови, ямсе, манго и хурме. Желтый цвет масло и животные жиры происходят из каротина и родственных ему молекул.Каротин содержится вместе с хлорофиллом в фотосинтезирующих организмах; это защищает клетки, реагируя с молекулами O 2 . Желтый цвет осенних листьев — это из-за каротина, который в листьях не маскируется под хлорофилл ломается. бета-каротин распадается на тело на две молекулы витамина А.

альфа-каротин

а-каротин отличается от бета-каротин в положении двойной связи в крайнем правом углу.В организме он расщепляется на одну молекулу Витамин А.

г-Каротин

В г-каротин , один из циклогексена кольца в b-каротине раскрываются, изменяя расположение одной двойной связи. Он разбит в теле в один молекула витамина А.

Сетчатка и зрение

Retinal — это окисленная форма витамина А, имеющая альдегидную группу. в конце вместо алкоголя. Он соединяется с белком опсином, образуя родопсин , основной светособирающий пигмент позвоночных сетчатки. В клетках палочек и колбочек сетчатки сетчатка в родопсине находится «в покое» в сетчатке. цис форма.Когда он поглощает фотон (hn) света, одна из p-связей разорвана, в результате чего молекула вращается и блокируется в форму trans , которая имеет совершенно другую форму. Это начинается долгое цепочка химических процессов, которая в конечном итоге приводит к визуальному изображению в головной мозг. транс -ретинальная молекула затем скручивается обратно в цис форма от другой фермент. Когда вы смотрите прямо на очень яркий свет, «остаточное изображение» то, что вы видите перед глазами, является результатом большого количества цис -ретинальных превратившись в транс -ретинал сразу все; ферменты принимают немного времени, чтобы пройти и «сбросить» все эти молекулы обратно в форму цис .

Список литературы

P. W. Atkins, Molecules , 2-е изд. Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 2003 г., стр. 73-74, 77-78, 149-155, 164-173.

Паула Юрканис Брюс, Органическая химия , 4-е изд. Верхняя река Сэдл: Prentice Hall, 2004, стр.111-115.

Мэри Энн Фокс и Джеймс К. Уайтселл, Органическая химия , 3-е изд. Садбери: Джонс и Бартлетт Издатели, стр. 49-51, 79.

Maitland Jones, Jr., Organic Chemistry . Нью-Йорк: W. W. Norton & Company, 1997, стр. 115, 136-138.

Ричард Дж. Льюис, старший, Хоули Сконденсированный Химический словарь , 13-е изд. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд, 1997.

г.Марк Лаудон, Органическая химия , 4-й изд. Нью-Йорк: Oxford University Press, 2002, стр. 111.

Роберт Торнтон Моррисон и Роберт Нилсон Boyd, Organic Chemistry , 6-е изд. Энглвудские скалы: Прентис Холл, 1992, стр. 273-285.

Ройстон М. Робертс, Джон К. Гилберт и Стивен Ф. Мартин. Экспериментальная органическая химия: миниатюрный подход . Форт-Уэрт: издательство Saunders College Publishing, 1994, стр.122, 184.

D. W. A. ​​Sharp, The Penguin Dictionary of Химия , 2-е изд. Лондон: Penguin Books, 1990.

.

Грэм Соломонс и Крейг Фрайл, Органический продукт Химия , 7-е изд. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 2000, стр. 52, 287, 934-937, 1152-1157.

L. G. Wade, Jr., Organic Chemistry , 5th изд. Река Аппер Сэдл: Prentice Hall, 2003, стр.